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 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.

Obrázek: Jak si žárové zinkování představuje umělá inteligence

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

1. Nízké počáteční náklady: Jednou z hlavních předností žárového zinkování je jeho cenová dostupnost ve srovnání s jinými povrchovými úpravami.
2. Dlouhodobá životnost a úspory na údržbě: Díky dlouhé životnosti zinkovaných povrchů není během jejich životního cyklu třeba časté údržby, což vede k nižším celkovým nákladům.
3. Standardizovaný proces ve specializovaných zařízeních: Proces zinkování probíhá ve specializovaných zařízeních s pevně stanovenými technologickými postupy, což minimalizuje riziko vzniku chyb.
4. Nezávislost na počasí: Kvalita zinkového povlaku není ovlivněna vnějšími klimatickými podmínkami během aplikace.
5. Rovnoměrný a kvalitní povlak: Zinkování zajišťuje rovnoměrné pokrytí celého povrchu, včetně vnitřních a obtížně dostupných míst.
6. Větší tloušťka povlaku na ostrých hranách: Na ostrých hranách a výstupcích je tloušťka zinkového povlaku stejná nebo větší než na rovinných částech.
7. Odolnost povlaku vůči mechanickému poškození: Zinková vrstva je odolná vůči mechanickému poškození při dopravě, zatížení a montáži.
8. Katodická ochrana: V případě drobného poškození zinek chrání ocel katodicky, takže menší šrámy obvykle nevyžadují okamžitou opravu.
9. Možnost svařování pozinkované oceli: Žárově zinkovanou ocel lze svařovat všemi standardními metodami.
10. Jednoduchost a rychlost kontroly: Kontrola kvality zinkovaných povrchů je rychlá a snadná.

Nevýhody žárového zinkování

1. Omezení provádění na specifických místech: Žárové zinkování vyžaduje pevná zařízení, a proto nelze provádět přímo na staveništi.
2. Omezení ve změně barvy povlaku: Barva zinkového povlaku může být modifikována pouze následným nátěrem.
3. Omezení rozměrů konstrukce: Velikost konstrukce je omezena rozměry zinkovací lázně, pokud se nepoužívají metody jako svařování nebo šroubové spojení.
4. Riziko deformace u studeně tvářených povrchů: Tenké plechy nebo profily mohou být teplem zinkovací lázně deformovány.
5. Komplikovanější svařování pozinkované oceli: Svařování pozinkované oceli vyžaduje složitější postupy a existuje riziko vzniku tzv. zinkové horečky při inhalaci výparů během svařování.

Obvyklé vady zinkování

Je důležité pochopit, že zinkování je proces, při kterém existují určitá omezení v tom, jak moc můžeme ovlivnit konečný výsledek. Jako výrobci ocelových konstrukcí, kde spolupracujeme se zinkovnami jako našimi dodavateli, 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, jako jsou bubliny, vystoupliny nebo nespojitá místa, 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:

1. Omezení velikosti konstrukce: Rozměry zinkovací vany určují maximální velikost konstrukce. Pro velké výrobky se doporučuje montáž po zinkování, případně lze využít metodu dvojitého ponoru.
2. Hmotnost konstrukce: Konstrukce musí být přizpůsobena manipulačním schopnostem zinkovny, například omezením hmotnosti pro zvedání jeřábem.
3. Bezpečnostní požadavky: Konstrukce s vnitřními dutinami musí mít otvory pro přívod a odvod kapalin a vzduchu, aby se předešlo explodování v horké zinkovací lázni.
4. Správná umístění a dimenze odvzdušňovacích otvorů: Zvláště u dutých součástí je důležité zajistit správné umístění a velikost otvorů, aby nedošlo k zadržení kyseliny a následnému riziku exploze.
5. Manipulační možnosti: Konstrukce by měla být navržena tak, aby byla snadno manipulovatelná, ideálně ze sestavitelných dílů. Uchycení pro zinkování by mělo být umístěno strategicky.
6. Vzájemná pohyblivost dílů: Díly, které musí zůstat pohyblivé, je třeba zinkovat odděleně, aby nedošlo k jejich spojení zinkem.
7. Prevence deformace: Konstrukce by neměla kombinovat materiály různé tloušťky, aby se zabránilo deformacím způsobeným nerovnoměrným zahříváním.
8. Opatření proti zadržování kyselin: Je nutné zabránit vzniku úzkých štěrbin, které by mohly zadržovat kyseliny, a dávat přednost svarům na tupo nad přeplátovanými spoji.
9. Svařování a povrchové nečistoty: Svary musí být bez pórů, které by mohly zadržovat kyseliny. Důležité je také odstranění povrchových nečistot, které by mohly ovlivnit kvalitu zinkování.
10. Značení a další obecné zásady: Je nutné používat vodou rozpustnou barvu pro dočasné značení a zajištění čistých ocelových povrchů bez znečištění barvou, tukem nebo olejem.

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. Toto měření zajišťuje, že i na nejméně pokrytých místech dosahuje zinkový povlak minimální požadované tloušťky pro adekvátní ochranu proti korozi.
• Průměrná minimální tloušťka je průměrem měření tloušťky zinkového povlaku po celém povrchu zinkovaného předmětu. Toto průměrné měření umožňuje pochopit, jak uniformní je povlak celkově, a zajišťuje, že celková kvalita a odolnost povlaku proti korozi jsou v souladu s normativními požadavky.

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, což může vést k tvorbě puchýřů nebo odlupování.

Je důležité zmínit, že 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. Tento přirozený proces zrání může trvat od několika dní až po několik týdnů. 

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.

Tímto chceme zdůraznit, že 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 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 žárového zinkování? Tak nás kontaktujte a my se Vám budeme brzy věnovat.