Experten-Tipps

Das Feuerverzinken nach DIN EN ISO 1461 ist ein bewährtes Verfahren, Stahlkonstruktionen dauerhaft vor Korrosion zu schützen. Sein erfolgreicher Einsatz setzt spezielle Kenntnisse voraus, die der Leiter der ZINQ^® Manufaktur „aus erster Hand“ vermittelt.

 

Von Volker Hastler

Die grundlegenden Charakteristika des Verzinkungsprozesses und die Zusammenhänge mit der konstruktiven Gestaltung des zu verzinkenden Werkstückes sind häufig nur oberflächlich bekannt. Um ein hochwertiges Produkt zu erstellen und Fehler oder Schäden zu vermeiden, ist es für alle Beteiligten wichtig, ein Grundverständnis für das Verhalten des Bauteils unter Einwirkung des Feuerverzinkungsprozesses zu entwickeln.

Festzustellen ist: Die Stahloberfläche sollte bei Anlieferung in der Feuerverzinkerei frei von Verunreinigungen sein. Schließlich können bereits kleinste Veränderungen der reinen Stahloberfläche durch artfremde Stoffe wie Aufkleber, Beschriftungen oder Silikone, die in Schweißtrennmitteln oder Ölen zu finden sind, die Qualität der Verzinkung negativ beeinflussen.

Nach dem Durchlaufen einer Reinigungsstufe, die eine Entfettung und Entfernung von Oxidationsprodukten (Rost) beinhaltet, wird das Verzinkungsgut in ein Flussmittelbad getaucht. Dieses ermöglicht im anschließenden Zinkbad eine vollständige Benetzung mit dem flüssigen Zink.

Sowohl für die Reinigungsstufe als auch für die Verzinkung werden die Werkstücke an Traversen gehängt, in Gestelle gepackt oder (bei kleinteiligem Schüttgut) Körbe genutzt. Für die größeren Bauteile sollten Metallbauer darauf achten, dass diese

+ aufgehängt werden können,

+ eintauchbar sind,

+ die Oberflächen mit den Prozessflüssigkeiten benetzt werden können,

+ bei Rohrkonstruktionen eine Möglichkeit geschaffen wird, dass die Luft austreten kann.

Ebenfalls zu berücksichtigen ist, dass die spezifischen Gewichte von Eisen und Zink sehr nahe beieinander liegen, sodass der geringste Lufteinschluss ein Eintauchen in die Zinkschmelze unmöglich macht. Im flüssigen Zink verweilt die Konstruktion so lange, bis sie die Zinkbadtemperatur erreicht hat und sich eine Eisen-Zink-Legierungsschicht von durchschnittlich 80 Mikrometern ausbildet.

Bauteilverzug vermeiden

Zur Verringerung beziehungsweise Vermeidung von Verzug müssen die Bauteile schnell in die Zinkschmelze eintauchen. Um Eigenspannungen zu verringern, sollte bei der Konstruktion und Fertigung eine geeignete Schweißfolge eingehalten werden. Ferner sollten Steifigkeitssprünge oder konstruktive Kerben vermieden und möglichst nur kleine Dickenunterschiede realisiert werden. Empfehlenswert ist zudem, möglichst symmetrische Querschnitte zu wählen.

Darüber hinaus sollte die Wärmeausdehnung in der 450°C heißen Zinkschmelze berücksichtigt werden: Pro Meter dehnt sich das Bauteil um vier bis fünf Millimeter aus, zudem reduziert sich die Festigkeit des Grundwerkstoffes mit zunehmender Erwärmung. Es ist angezeigt, dass sich insbesondere Bleche ungehindert ausdehnen können, beispielsweise durch Sicken im Füllblech.

Nach dem Herausziehen aus dem Zinkbad und dem damit einhergehenden Abkühlen gewinnt die Konstruktion nach und nach wieder die ursprüngliche Festigkeit, wobei sich Materialien mit unterschiedlichen Dicken auch unterschiedlich schnell abkühlen: Dicke, massige Konstruktionen erwärmen sich langsamer und kühlen langsamer ab als dünne Bleche mit einem großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.

Zu- und Ablauföffnungen

Um lokale Überbelastungen des Grundmaterials beim Verzinkungsprozess zu vermeiden, ist es elementar, dass die Einlauf- und Entlüftungsöffnungen nach DIN EN ISO 14713, Teil 2, in ausreichender Zahl und Größe in die Konstruktion eingebracht werden. Insbesondere für Hohlkonstruktionen sind Zu- und Ablauföffnungen zwingend notwendig, um ein Explosionsrisiko auszuschließen. Auch bei großen Überlappungsflächen sind hier Entlüftungsbohrungen einzubringen.

Sofern es aus konstruktiven oder produktspezifischen Gründen unvermeidbar ist, Öffnungen so anzubringen, dass sie verdeckt und von außen nicht sichtbar sind, ist der Metallbauer verpflichtet, das Vorhandensein von ausreichend groß dimensionierten Öffnungen sorgfältig zu prüfen und zu dokumentieren. Wenn sich die nötigen Öffnungen bei den Bauteilen nicht an den richtigen Stellen befinden, kann es zu ungewollten Zinkanhäufungen oder gar Fehlstellen kommen.

Die Öffnungen sollten so angeordnet werden, dass beim Eintauchen eines Bauteils die eingeschlossene Luft und die beim Verzinkungsprozess entstehende Asche nach oben entweichen können und beim Herausziehen das Zink nach unten möglichst schnell ablaufen kann. Dabei erscheint es sinnvoll, dass die Beteiligten das statisch und fertigungsseitig Machbare mit dem verzinkungstechnisch Notwendigen abstimmen.

Ebenso ist anzumerken, dass sperrige Teile zu Transport und Verzinkungsproblemen führen. Ebene Bauteile lassen sich qualitativ besser und wirtschaftlicher verzinken, sodass auch hier der Zusammenhang zwischen Konstruktion und Produktivität offenkundig wird. Alle Bauteile, die aufgrund ihrer Geometrie waagerecht zur Zinkoberfläche bearbeitet werden, neigen dazu, Zinkverdickungen aufzubauen.

Bei Sonderkonstruktionen sollte idealerweise der Dialog zwischen dem Metallbauer und dem Feuerverzinkungsbetrieb bereits in der Planungsphase beginnen.

Normen und Richtlinien

DIN EN ISO 1461 (Feuerverzinkungsnorm): Sie gibt vor, wie der Korrosionsschutz durch Zinküberzüge aufgebaut sein muss, und regelt sowohl die Anforderungen und Prüfung des Überzuges als auch die Ausbesserung von Fehlstellen. Im Anhang A finden Sie alle Angaben, die Sie als Metallbauer dem Verzinkungsbetrieb zur Verfügung stellen müssen.

DIN EN ISO 14713, Teil 2 Feuerverzinken (Konstruktionsnorm): Dieses Regelwerk zeigt auf, wie das Bauteil gestaltet werden muss, um es normgerecht zu verzinken. Hier finden Sie unter anderem die Größe der einzubringenden Entlüftungs- und Zulaufbohrungen.

DASt–Richtlinie 022 (Deutscher Ausschuss für Stahlbau): Sie gilt für das Feuerverzinken von tragenden, vorgefertigten Stahlbauteilen, die nach DIN EN 1993 und DIN EN 1090 bemessen und gefertigt werden. Hier ist der Metallbauer verpflichtet, dem Feuerverzinkungsbetrieb mitzuteilen, ob es sich um ein tragendes Bauteil handelt oder nicht. Die Richtlinie regelt die erforderliche Prüfung nach dem Feuerverzinken. Der Verzinkungsbetrieb ist verantwortlich, dass die Zinkbadzusammensetzung den Vorgaben der DASt–Richtlinie 022 entspricht.

DIN EN ISO 10684 (Schraubennorm): Diese Norm behandelt in erster Linie Feuerverzinken mit Schleudern von Verbindungselementen aus Stahl mit Gewinde. Sie kann aber auch auf andere Gewindeteile aus Stahl angewendet werden.

Der Praktiker rät

Hinweise

+ Auszüge der DIN EN ISO 14713, Teil 2, finden Sie auf der Schlossertafel (Schlossertafeln bekommen Sie bei fast allen Verzinkereien).

+ Schreiben Sie in Ihre Angebote an den Endkunden nicht nur: „Die Bauteile sind feuerverzinkt“, sondern immer: „Die Bauteile werden nach DIN EN ISO 1461 feuerverzinkt“.

+ Es ist empfehlenswert, mit Ihrem Verzinkungsbetrieb über eine vereinfachte Bestellspezifikation zur DASt–Richtlinie 022 zu sprechen. Dadurch werden generell bis auf Widerruf alle angelieferten Materialien in die Vertrauenszone 1 eingruppiert.

+ Fragen Sie Ihren Feuerverzinker, ob er die Vorgaben der DASt-Richtline 022 einhält.

+ Es ist immer ratsam, mit dem Verzinker Ihres Vertrauens über Zusatzleistungen und Produkte wie zugelassene Ausbesserungssysteme oder sonstige Hilfsmittel zu sprechen, die das Vorbereiten und Nachbearbeiten Ihrer Bauteile erleichtern.

+ Auch, wenn Sie bereits seit Ihrer Ausbildung verzinkungsgerecht bauen: Weiterbildung ist wichtig. Fragen Sie einfach bei Ihrem Feuerverzinkungsbetrieb, Ihrer Innung oder Ihrem Landesverband nach Seminaren, Lehrgängen oder Workshops zum Thema „Feuerverzinken“. |

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