Zinkování ocelových konstrukcí a zámečnických prvků

Zinkování je proces používaný k povrchové úpravě oceli za účelem ochrany proti korozi. Tato metoda spočívá v ponoření ocelových výrobků do roztaveného zinku (teplota kolem 450°C), což vede po vytažené k vytvoření pevné a odolné vrstvy na povrchu oceli. Před ponořením musí být materiál v zinkovně vhodně upraven, zejména zbaven mastnoty, okují, rzi a jiných nečistot.

Princip metody zinkování

Zinkování je proces používaný k povrchové úpravě oceli za účelem ochrany proti korozi. Tato metoda spočívá v ponoření ocelových výrobků do roztaveného zinku (teplota kolem 450°C), což vede po vytažené k vytvoření pevné a odolné vrstvy na povrchu oceli. Před ponořením musí být materiál v zinkovně vhodně upraven, zejména zbaven mastnoty, okují, rzi a jiných nečistot.

Lehké a tenkostěnné konstrukce jsou obvykle ponořovány do zinkovací lázně na dobu mezi 1,5 až 5 minutami. Na druhou stranu, těžší konstrukce s tlustšími částmi vyžadují delší expozici v lázni, přičemž doba ponoření se pohybuje kolem 10 minut.

Základní vlastnosti povrchové úpravy

Povrch po zinkování má typicky průmyslový vzhled, který je ideální pro ocelové konstrukce, kde není kladen zásadní důraz na estetiku. Zinkový povlak poskytuje vynikající ochranu proti korozi a je vhodný pro venkovní nebo průmyslové aplikace. Nicméně, povrch může být nerovnoměrný a mohou se na něm objevit drobné nedokonalosti.

Životnost žárově zinkovaného povrchu

Životnost zinkovaného povrchu je výrazně delší ve srovnání s nechráněnou ocelí, obvykle se pohybuje v řádu desítek let. Životnost závisí na mnoha faktorech, jako jsou klimatické podmínky a expozice agresivním prostředím.

Metoda využívá faktu, že zinek má v korozních prostředích o celý řád nižší úbytek tloušťky vrstvy v porovnání s klasickou uhlíkovou ocelí. Tento fakt je zachycen v tabulce níže.

Tabulka - Stupně korozní agresivity podle ČSN EN ISO 9223

Výhody a nevýhody žárového zinkování

Výhody žárového zinkování

• Nízké počáteční náklady: Cenová dostupnost ve srovnání s jinými povrchovými úpravami.
• Dlouhodobá životnost a úspory na údržbě: Není třeba časté údržby, což vede k nižším celkovým nákladům.
• Standardizovaný proces ve specializovaných zařízeních: Minimalizace rizika vzniku chyb.
• Nezávislost na počasí: Kvalita zinkového povlaku není ovlivněna vnějšími klimatickými podmínkami během aplikace.
• Rovnoměrný a kvalitní povlak: Zajišťuje rovnoměrné pokrytí celého povrchu.
• Větší tloušťka povlaku na ostrých hranách: Stejná nebo větší tloušťka na ostrých hranách než na rovinných částech.
• Odolnost povlaku vůči mechanickému poškození: Odolnost při dopravě, zatížení a montáži.
• Katodická ochrana: Menší šrámy nevyžadují okamžitou opravu.
• Možnost svařování pozinkované oceli: Lze svařovat všemi standardními metodami.
• Jednoduchost a rychlost kontroly: Rychlá a snadná kontrola kvality zinkovaných povrchů.

Nevýhody žárového zinkování

• Omezení provádění na specifických místech: Nelze provádět přímo na staveništi.
• Omezení ve změně barvy povlaku: Barva může být modifikována pouze následným nátěrem.
• Omezení rozměrů konstrukce: Velikost konstrukce je omezena rozměry zinkovací lázně.
• Riziko deformace u studeně tvářených povrchů: Tenké plechy mohou být deformovány.
• Komplikovanější svařování pozinkované oceli: Vyžaduje složitější postupy a existuje riziko vzniku tzv. zinkové horečky.

Obvyklé vady zinkování

Zinkování je proces, při kterém existují určitá omezení v tom, jak moc můžeme ovlivnit konečný výsledek. Jako výrobci ocelových konstrukcí musíme připustit, že mnoho aspektů procesu je mimo náš přímý vliv. Zinkování je přírodní proces, a přestože zinkovny často dělají co mohou, aby zaručily kvalitu, některé výsledky nemohou být plně předvídatelné.

Během zinkování se mohou objevit určité nedokonalosti, jako jsou nálitky, nerovnoměrnost struktury povrchu nebo vznik zinkových krystalů. I když ideální povrch po žárovém zinkování by měl být hladký a bez vad, je třeba si uvědomit, že některé drobné nedokonalosti mohou být nevyhnutelné.

Výsledný vzhled povrchu závisí také na chemickém složení oceli, zejména na obsahu křemíku, což může vést k různým odstínům šedi, vzorům nebo lesklým oblastem na povrchu zinkovaných výrobků. Jako výrobci ocelových konstrukcí rozumíme těmto omezením a snažíme se v rámci možností pracovat s našimi dodavateli, aby byl dosažen co nejlepší možný výsledek, přesto ale musíme akceptovat, že určitou míru variability povrchu nelze zcela eliminovat.

Volba materiálu pro zinkování

Volba oceli, zejména její obsah křemíku, má významný dopad na tloušťku zinkového povlaku při žárovém zinkování. Pro dosažení optimální tloušťky zinku doporučeno použití neuklidněné oceli (bez přídavku křemíku) nebo oceli uklidněné hliníkem. Takováto ocel také vytváří lesklý povrch zinku.

Ocel uklidněnou křemíkem (ale pouze v rozmezí 0,15 až 0,22 %) je možné použít, pokud je vyžadována větší tloušťka zinkové vrstvy než vyžaduje norma, např. pro extrémní korozní podmínky.

Obecné konstrukční zásady pro žárově pozinkované díly:

Při konstrukci žárově zinkovaných dílů je třeba věnovat zvláštní pozornost několika klíčovým aspektům:

• Omezení velikosti konstrukce: Rozměry zinkovací vany určují maximální velikost konstrukce.
• Hmotnost konstrukce: Konstrukce musí být přizpůsobena manipulačním schopnostem zinkovny.
• Bezpečnostní požadavky: Konstrukce s vnitřními dutinami musí mít otvory pro přívod a odvod kapalin a vzduchu.
• Správná umístění a dimenze odvzdušňovacích otvorů: Zvláště u dutých součástí je důležité zajistit správné umístění a velikost otvorů.
• Manipulační možnosti: Konstrukce by měla být navržena tak, aby byla snadno manipulovatelná.
• Vzájemná pohyblivost dílů: Díly, které musí zůstat pohyblivé, je třeba zinkovat odděleně.
• Prevence deformace: Konstrukce by neměla kombinovat materiály různé tloušťky.
• Opatření proti zadržování kyselin: Zabránit vzniku úzkých štěrbin, které by mohly zadržovat kyseliny.
• Svařování a povrchové nečistoty: Svary musí být bez pórů a povrchy bez nečistot.
• Značení a další obecné zásady: Používat vodou rozpustnou barvu pro dočasné značení.

Vliv tloušťky materiálu na tloušťku zinkového povlaku

Norma ČSN EN ISO 1461 specifikuje minimální tloušťku zinkového povlaku v závislosti na tloušťce základního materiálu. Tato norma rozlišuje mezi "místní minimální tloušťkou" a "průměrnou minimální tloušťkou" zinkového povlaku.

• Místní minimální tloušťka se vztahuje na nejtenčí povlak, který může být naměřen na jakékoliv části zinkovaného předmětu.
• Průměrná minimální tloušťka je průměrem měření tloušťky zinkového povlaku po celém povrchu zinkovaného předmětu.

Norma ČSN EN ISO 1461 tedy poskytuje jasný rámec pro měření a hodnocení kvality zinkových povlaků, což je klíčové pro zajištění dlouhodobé ochrany zinkovaných kovových produktů.

Tabulka: Minimální tloušťky zinkování dle ČSN EN ISO 1461

Následné lakování po žárovém zinkování

Duplexní systém, kombinující žárové zinkování s nátěrem, je považován za nejefektivnější metodu ochrany oceli proti korozi, zvláště v agresivních prostředích nebo když je obtížná budoucí údržba. Tento systém výrazně prodlužuje dobu do první opravy a zvyšuje životnost ochrany.

Důležité je, aby byl zinkový povrch před aplikací nátěru pečlivě očištěn a byl vybrán správný typ nátěrového systému. Kvalita aplikace nátěru může být ovlivněna nečistotami na povrchu nebo špatným výběrem nátěrové hmoty.

Před aplikací nátěru na žárově zinkovaný povrch je vhodné nechat zinkový povrch dostatečně "vyzrát". Tento proces zrání umožňuje, aby se na povrchu zinku vytvořily stabilní korozní produkty, které napomáhají lepší přilnavosti nátěru.

Proces zrání lze urychlit aplikací tzv. “sweepování”, tedy jemného tryskání, které odstraňuje všechny korozní produkty a nečistoty, zvyšuje drsnost povrchu a zlepšuje přilnavost nátěru.

Při výběru nátěrového systému pro žárově zinkované díly je vhodné dodržovat specifikace ČSN EN ISO 12944-5, aby bylo zajištěno, že výsledný nátěr bude odpovídat potřebným standardům a poskytne adekvátní ochranu.

Nutnost čištění zinkových konstrukcí před lakováním

Zejména při výrobě zábradlí pro bytové domy, kde kladen vysoký důraz na estetiku a zároveň na dlouhou životnost je navržena povrchová úprava kombinující žárové zinkování a následné lakování. To nás staví před složitý úkol, jelikož žárové zinkování tradičně neposkytuje dokonale hladký povrch bez vad a nerovnoměrností, zatímco samotný nátěr bez zinkování nezajistí požadovanou dlouhodobou ochranu.

Řešením tohoto paradoxu je pro nás náročný proces ručního broušení a čištění zinkovaného povrchu, aby byl dokonale hladký a připraven na lakování. Tento postup je časově náročný a vyžaduje kvalifikovaný personál. Navíc existuje nebezpečí, že při důkladném broušení můžeme odstranit značnou část zinkové vrstvy, čímž dojde ke ztrátě její ochranné funkce.

Dosažení dokonalého vzhledu a zároveň zachování dlouhodobé ochrany není jednoduchým úkolem. Je to proces, který vyžaduje specifické znalosti, dovednosti a značné úsilí. Naše zkušenosti a odbornost nám umožňují tuto výzvu zvládat, ale je důležité si uvědomit, že tento zodpovědný přístup přináší dodatečné náklady.

Zhodnocení a vhodnost metody

Zinkování je účinná metoda pro ochranu ocelových konstrukcí a zámečnických prvků proti korozi. Poskytuje dlouhodobou ochranu a je vhodné pro široké spektrum aplikací, především tam, kde není hlavním kritériem estetický vzhled. I přes určité vady a technické výzvy, které mohou během procesu nastat, zůstává žárové zinkování vhodnou volbou pro průmyslové a stavební aplikace díky své efektivitě a ekonomičnosti.

TIP: Zajímá vás cena žárově zinkovaných konstrukcí? Tak nás kontaktujte a my se Vám budeme brzy věnovat.