Die Feuerverzinkung – technisch, ökologisch und ästhetisch überlegen!?

Fachtagung – Bund Deutscher Baumeister

Volker Hastler

07-03-2016

Aachen

Diese Präsentation ist nur für berechtigte Empfänger vorgesehen. Die Weitergabe an Dritte, Nutzung und Vervielfältigung des Dokuments nur mit Einverständnis des Rechteinhabers.

Alle Rechte liegen bei Voigt & Schweitzer GmbH & Co. KG ©

Voigt & Schweitzer

Seit über 125 Jahren der inhabergeführte Spezialist

für Oberflächen aus Zink auf Stahl:

- 22 Standorte, 1000 Mitarbeiter in D

- 75 Auszubildende

- 50 MA im Bereich F&E.

Für über 20.000 Kunden schützen wir

400.000 t Stahl pro Jahr mit duroZINQ®,

colorZINQ® & microZINQ® vor Korrosion.

Von der kleinsten Schraube bis zur größten Stahlkonstruktion — unsere Werke machen Feuerverzinken und

Beschichten in maximalen Abmessungen möglich. Überlängen bis zu 25 m bei Stückgewichten bis zu 20 t und

Bauteilbreiten bis zu 2,50 m sind in Einzelmaßen möglich.

Was ist ZINQ?

ZINQ ist ein System aus/mit:

- Markenoberflächen und Dienstleistungen

- Werte wie FairZink, Mach dein ZINQ

- Kommunikation/Informationsaustausch

wie ZINQ® Manufaktur, ZINQ® Club

Service von A wie Abholen bis Z wie ZINQ

In der ZINQ® Manufaktur erhalten die Kunden eine einzigartige Kombination aus professioneller Beratung und vielfältigen Dienstleistungen, angefangen mit dem Transportservice depotmobil als Rundum-Abhol- und Lieferservice bis hin zu einer erweiterten Gewährleistung von 30 Jahren im Rahmen des garantieplus-Programms.

Die ZINQ® Manufaktur bietet ein Rundum-Sorglos-Paket in Sachen Schutz und Design auf Stahl, alles aus einer Hand.

Oberflächen in Meisterqualität

speziell für das metallverarbeitende Handwerk

ZINQ – Immer in Ihrer Nähe

ZINQ Produkte und Verfahren

Rost ist porös und schützt z. Bsp. den „unedlen“ Stahl aus dem er entstanden ist nicht vor weiterer Zersetzung,

anders als die Oxidschichten vieler anderer metallischer Werkstoffe wie Chrom, Aluminium oder

„unser“

Zink.

Korrosion = Rost

„Korrosion von Metallen und Legierungen“

… übrigens behandelt die DIN EN ISO 8044 - „37“ verschiedene Korrosionsarten,

bei unserer täglichen Arbeit begegnen uns in der Regel aber nur 5 davon!

DIN EN ISO 8044 (alt DIN 50900)

Volt _ +

0

Elektrolyt

Luft

Anode

Kathode Volt _ +

0

Elektrolyt

Luft

Elektrochemische Spannungsreihe

Spannungsreihe der Elemente

Daten und Eigenschaften

- Chemisches Zeichen: Zn

- Atomgewicht: 65,37

- Ordnungszahl 30

- Schmelzpunkt 419 °C

- Siedepunkt 907 °C

- Dichte 7,133 g/cm³ (Eisen 7,85 - 7,87 g/cm³)

Natürliche Gehalte in:

- Oberflächenwasser: 0,001 - >200 g/l

- Luft: 0,01-0,2 g/m3

- Boden: 2 - 1.500 ppm

- Erz: 5 - >15%

Wo ist Zink enthalten? - Luft, Wasser, Erde

- Lebensmittel (Fleisch, Geflügel, Fisch, Getreide, Milchprodukte)

Zink ist natürlich

Korrosionsschutz von Stahl durch Zink

Diskontinuierliches

Feuerverzinken

(Stückverzinken)

Kontinuierliches

Feuerverzinken

(Bandverzinken) DIN EN 10142 bzw.

DIN EN 10147

Elektrolytisches Verzinken

Zinkreiche

Farben

Metallisation

durch

Zinkspritzen

Opferanoden

Stückverzinken

Andere gebräuchliche Bezeichnungen:

• Feuerverzinken

• Thermisches Verzinken (diskontinuierlich)

• Lohnverzinken

Stückverzinken nach

DIN EN ISO 1461

Rohrverzinken nach

DIN EN ISO 10 240

Schleuderverzinkung (Gewindeteile)

DIN EN ISO 10 684

Korrosion ist unvermeidbar

Die Atmosphärentypen gehen ineinander über, z.B. kann die Meeresatmosphäre bei

Industrieansammlungen an der Küste eine Mischung aus Meeresatmosphäre und

Industrieatmosphäre sein.

Vorwiegend durch Chloride verunreinigte Atmosphäre,

typisch für das Meer und einen schmalen

Küstenstreifen.

Meeresatmosphäre

(M)

Stark durch Schwefeldioxid und andere Schadstoffe

verunreinigte Atmosphäre, typisch für

Ballungsgebiete der Industrie und Bereiche, die

in der Hauptwindrichtung solcher Gebiete

liegen.

Industrieatmosphäre

(I)

Durch Schwefeldioxid und andere Schadstoffe

verunreinigte Atmosphäre in dichtbesiedelten

Gebieten ohne starke Industrieansammlungen. Stadtatmosphäre (S)

Meist ländliche oder kleinstädtische Gebiete ohne

nennenswerte Verunreinigungen an

Schwefeldioxid und anderen

korrosionsfördernden Schadstoffen.

Landatmosphäre (L)

Kennzeichen Atmosphärentyp

Korrosionsbelastungen

Korrosionsbelastungen Korrosivitäts-

Kategorie

Flächenbezogener Massenverlust/Dickenabnahme

(erstes Jahr der Auslagerung)

Beispiele für Typische Umgebungen in

einem gemäßigten Klima

Unlegierter Stahl Zink außen innen

Massen-

verlust in

g/m²

Dicken-

abnahme in

μm

Massen-

verlust in

g/m²

Dicken-

abnahme in

μm

C1

unbedeutend ≤ 10 ≤ 1,3 ≤ 0,7 ≤ 0,1

Im innern von geheizten

Gebäuden mit neutralen

Atmosphären, z.B. Büros,

Geschäfte, Schulen,

Hotels.

C2

wenig 10 bis 200 1,3 bis 25 0,7 bis 5 0,1 bis 0,7

Atmosphären mit geringer

Verunreinigung

und trocknem Klima.

Meistens ländliche

Bereiche.

Ungeheizte Ge-

bäude, wo Kondensation

auftreten kann,

z.B. Lager, Sporthallen.

C3

mäßig 200 bis 400 25 bis 50 5 bis 15 0,7 bis 2,1

Stadt und

Industrieatmosphäre,

mäßige Verunreinigung

durch Schwefeldioxid.

Küstenbereiche mit

geringer Salzbelastung.

Produktionsräume

mit hoher Feuchtigkeit

und etwas

Luftverunreinigung,

z.B. Anlagen zur

Lebensmittelherstellung,

Wäschereien, Brauereien,

Molkereien

C4

stark

400 bis 650 50 bis 80 15 bis 30 2,1 bis 2,2 Industrielle Bereiche

und Küstenbereiche

mit mäßiger Salz-

belastung.

Chemieanlagen,

Schwimmbäder,

Bootsschuppen

über Meerwasser.

C5 – I

sehr stark

(Industrie)

650 bis

1500

80 bis 200 30 bis 60 4,2 bis 8,4 Industrielle Bereiche

mit hoher Feuchte und

aggressiver Atmosphäre.

C5 – M

sehr stark

(Meer)

650 bis

1500

80 bis

200

30 bis 60 4,2 bis 8,4 Küsten- und

Offshorebereiche

mit hoher

Salzbelastung.

Anmerkung 1: Die für die Korrosivitätskategorien angegebenen Zahlenwerte entsprechen den in ISO 9223 angegebenen Zahlenwerten.

Anmerkung 2: In Küstenbereichen und warmfeuchten Klimagebieten können die Massenverluste oder Dickenabnahmen die Grenzen der

Kategorie C5 – M überschreiten. Besondere Vorkehrungen müssen getroffen werden, wenn Beschichtungssysteme aus-

gewählt werden.

Zinkabtragungswerte

Korrosivitäts-

Kategorie

Korrosions-

belastung

Durchschnittlicher

Zink-Abtrag

C1 unbedeutend <0,1 µm/a

C2 gering 0,1 bis 0,7 µm/a

C3 mäßig 0,7 bis 2,1 µm/a

C4 stark 2,1 bis 4,2 µm/a

C5 –I sehr stark

(Industrie)

4,2 bis 8,4 µm/a

C5 –M sehr stark

(Meer)

> 4,2 bis 8,4 µm/a

Schutzdauer für Beschichtungssysteme nach

! DIN EN ISO 12944 Teil 1 und 5 !

S c h u t z d a u e r

Klasse Jahre

niedrig/low (L)

mittel/middle (M)

hoch/high (H)

2 – 5

5 - 15

> 15

Als Schutzdauer bezeichnet man

die erwartete Standzeit eines

Beschichtungssystems bis zur

nächsten notwendigen

Instandsetzung!

Die Schutzdauer ist keine

„Gewährleistungszeit“,

sondern ein technischer

Begriff, der dem Auftraggeber

helfen kann, einen

Instandsetzungs- Zeitpunkt

festzulegen!

Die Zeitdefinitionen „low; middle und high“ werden selbst in

Industrie- und Meeresatmosphäre von einer Feuerverzinkung nach

DIN EN ISO 1461 an Stahlbauten mit einer Mindestmaterialdicke

> 3 mm (Tragsicherheitsnachweis) weit überschritten.

Mit dem überarbeiteten Teil 5 der Normenreihe (Anfang 2008 veröffentlicht) wurden die

Kurzbezeichnungen

für die Schutzdauer geändert und an die englischen Begriffbestimmungen angepasst.

Alt!

kurz (k)

mittel (m)

lang (l)

Belastung vs. Schutzdauer?

DIN EN ISO 14713 (März 2010) „Zinküberzüge – Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und

Stahlkonstruktionen vor Korrosion“ besteht aus drei Teilen:

- Teil 1: Allgemeine Konstruktionsgrundsätze und Korrosionsbeständigkeit

- Teil 2: Feuerverzinken

- Teil 3: Sherardisieren

DASt – Richtlinie 022 (Deutscher Ausschuss für Stahlbau)

Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen

DIN EN ISO 1461

Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken)

DIN EN 1090 (Februar 2011) – ersetzt seit Juni 2014 die DIN 18800 !! Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken

Normen und Richtlinien

DIN EN ISO 55633 (April 2009) Korrosionsschutz von Stahlbauten durch „Pulver“- Beschichtungssysteme

DIN EN 13438

„Beschichtungsstoffe – Pulverbeschichtungen

für verzinkte oder sherardisierte Stahlerzeugnisse für Bauzwecke“

DIN EN 15773 „Industrielle Pulverbeschichtung

von feuerverzinkten und sherardisierten Gegenständen aus Stahl (Duplex-Systeme)

– Spezifikationen, Empfehlungen und Leitlinien“.

DIN EN ISO 12944 Teil 1 – 8 Korrosionsschutz von Stahlbauten durch „Nass“- Beschichtungssysteme

Normen und Richtlinien

Forderung nach einem Nachweis bezüglich Prozesssicherheit und

vollständiger Rückverfolgbarkeit.

ZINQ ist DIN EN 1090-zertifiziert und bietet 100 %

Rückverfolgbarkeit

ZINQ ist für den gesamten Prozess der Feuerverzinkung und der

Pulverbeschichtung nach DIN EN 1090 zertifiziert.

Dank des Manufacturing Execution-Systems (MES) garantieren wir

die 100 %ige Rückverfolgbarkeit Ihrer Bauteile und aller

Bearbeitungsschritte während des gesamten Prozesses.

Darüber hinaus bieten wir Ihnen im Rahmen unseres

Gesamtkonzepts 100 % Qualität für Ihre Bauteile, vom Entwurf bis

zur Lieferung und Kontrolle vor Ort.

DIN EN 1090

ZINQ hilft bei der Dokumentation

keine Angst vor der DIN EN 1090

Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen und Stahlkonstruktionen vor Korrosion.

DIN EN ISO 14713

Zulauf- und Entlüftungsbohrungen vorsehen

Stückverzinken gemäß DIN EN ISO 1461

duroZINQ® ist ein Feuerverzinkungsverfahren mit

optimaler Optik und Funktion durch gleichmäßigere Schichtdicken

höchster mechanischer Belastbarkeit in Montage und Gebrauch

zertifizierter Umweltfreundlichkeit durch Cradle to Cradle ®

Das Verfahren

bietet maximale Wirtschaftlichkeit durch lange Lebensdauer sowie eine optimierten Beschichtbarkeit

Untergrund, Substrat

Metallüberzug, z. Bsp. Verzinkung

Grundbeschichtung

Zwischenbeschichtung

Deckbeschichtung

Beschichtungssystem

Duplex- System

Korrosionsschutzsystem

Begriffe nach DIN EN ISO 12944 Teil 1

Pulverbeschichten

colorZINQ® ist ein Duplexsystem aus ZINQ plus Farbe mit

umweltfreundlichen, lösemittelfreien Pulver- und Nasslacken

langlebiger Ästhetik und höchster Schutzwirkung

individuellen Akzenten und maximalen Gestaltungsmöglichkeiten

Das Verfahren bietet optimierte Wirtschaftlichkeit durch bestmöglichen Korrosionsschutz, individuelle Farbgestaltung und nachhaltige Produktion bei gleichzeitiger Kostensenkung und minimalem Aufwand

microZINQ® - eine hochaluminiumhaltige Legierung

Dünnschicht-Verzinkungsverfahren

Vorteile:

Dünnere Schichtdicken 8-15 µm

Schichtaufbau unabhängig vom Siliziumgehalt des Grundwerkstoffs

Keine Zinkaufdickung an Schweißnähten

Sehr duktile Korrosionsschutzschicht

Gute Beschichtbarkeit

Funktionale Eigenschaften von microZINQ®

Weitere Vorteile:

geringere Wärmebeeinflussung der Produkte

Verzinkung von hochfesten Stählen

Hohe Beständigkeit gegen mechanische Belastungen

Verzinkung von Laserschnittkanten

Laser- und Punktschweißbarkeit

Positive Testergebnisse zum Kleben

Hoher Glanzgrad © TU Kaiserlautern

Funktionale Eigenschaften von microZINQ®

System microZINQ® 5 klassische

Stückverzinkung Eigenschaften

Zusammensetzung der Legierung 95 % Zn 5 % Al

> 98 % Zn

Verzinkungstemperatur 420°C 445 - 455°C

Zinkschichtdicke Stahl: ~ 8 - 15 µm Guss: ~ 25 - 40 µm

~ 50 - 150µm

Zinkschichtausbildung

Abhängigkeit vom Si-Gehalt nein ja

Applikationsverfahren Tauchen Tauchen und Schleudern

Norm ASTM A 1072

bauaufsichtl. Zulassung DIN EN ISO 1461

Allgemeiner Vergleich microZINQ® zur klassischen Stückverzinkung

Funktionale Eigenschaften von microZINQ®

System microZINQ®

klassische Stückverzinkung Eigenschaften

Steinschlagbeständigkeit (DIN EN ISO 20567-1)

1,5 1,5

Biegetest ++

180° umformbar ohne Risse

-

Aufreißen der Zinkschicht

Fügetechnik

Verschrauben ++ ++

Schweißen +

Punkt- / Laserschweißen -

Kleben +

23-31 MPa Scherfestigkeit 0

13 - 30 MPa Scherfestigkeit

Clinchen ++ -

Bewertungsskala: „--“ sehr schlechtes Verhalten … „-“ … „0“ … „+“ … „++“ sehr gutes Verhalten

mech. Beständigkeit / Fügetechnik

Funktionale Eigenschaften von microZINQ®

Automobil: Fahrwerk und Karosserie

© BMW

Anwendungsbeispiele

Teststrecke an der BAB 48 (Eifel)

Zustand nach 5 Jahren

Anwendungsbeispiele

Verkehrsrückhaltesysteme:

Anwendungsbeispiele

Nutzfahrzeuge: Anbauteile

Anwendungsbeispiele

Nutzfahrzeuge: Anbauteile

© Vos Prodect

Anwendungsbeispiele

Offshore: Kabelschutzsysteme für Windräder (Guss)

© Armada Mobility/ VDL

Anwendungsbeispiele

Stadtmobiliar: Fahrradboxen

Anwendungsbeispiele

Schlosserware:

AbZ vom Deutschen Institut f. Bautechnik (DIBt)

Life Cycle Cost Calculator (LCCC)

Life Cycle Cost Calculator (LCCC)

Design ZINQ®

Herausforderung Nachhaltigkeit

Reststoffe und

Entsorgung

Energieeinsatz

Innovation

länger

haltbare

Produkte

Ressourceneffizienz ?

Umweltschutzauflagen

Materialeffizienz

Planet ZINQ® - Was ist das?

Die Unternehmensinitiative Planet ZINQ® ist eine in der Branche einzigartige Initiative im Bereich CSR (Corporate Social Responsability).

Planet ZINQ® bündelt alle Aktivitäten und Maßnahmen in den Bereichen Innovation, Nachhaltigkeit und soziale Verantwortung in Bezug auf unsere Produkte, Prozesse und Standorte und im Kontext unserer Beziehungen zu und zwischen unseren Mitarbeitern, Kunden und Lieferanten.

Die Initiative stellt eine umfassende Definition dar von Werten, Standards und Zielen für ein ökologisch-sozial verantwortungsvolles und ökonomisch erfolgreiches Handeln.

• Effiziente

Produktionsabläufe

• Effektive

Prozesskreisläufe

• Zink ist nachhaltig!

• Korrosionsschutz ist nachhaltig!

©EPEA

Nachhaltigkeit in der Nutzungs-

phase

Nachhaltigkeit in der

Herstellung

DIE DINGE

RICHTIG TUN

DIE RICHTIGEN

DINGE TUN

duroZINQ® ist und microZINQ® wird Cradle to Cradle®

Umsetzung des Cradle to Cradle ®–Prinzips (C2C) in

Zusammenarbeit mit der EPEA Internationale

Umweltforschung GmbH seit 2011

©EPEA

Was kommt woher und wo geht es hin?

(Material Reutilization Audit)

Was ist drin und wie gefährlich ist es?

(Material Health Audit)

Cradle to Cradle®

2013 Zertifizierung von duroZINQ® als weltweit erstes und

einziges Korrosionsschutzsystem

Cradle to Cradle®

1.000 Mitarbeiter aus mehr als 25 Ländern

20.000 Kunden

22 Standorte

400.000 t Stahl werden pro Jahr mit

duroZINQ®, colorZINQ® & microZINQ® vor

Korrosion geschützt.

Von der kleinsten Schraube bis zur größten

Stahlkonstruktion – unsere Werke machen

Feuerverzinken und Beschichten in maximalen

Abmessungen möglich. Überlängen bis zu 25 m

bei Stückgewichten bis zu 20 t und

Bauteilbreiten bis zu 2,50 m sind in Einzelmaßen

möglich.

© Voigt & Schweitzer GmbH & Co. KG

Voigt & Schweitzer GmbH & Co. KG

Nordring 4

D-45894 Gelsenkirchen

Tel.: +49 209 319270-0

Fax: +49 209 319270-16

info@zinq.com

Die Weitergabe an Dritte, Nutzung und

Vervielfältigung des Dokuments darf nur im

Einverständnis der Voigt & Schweitzer

GmbH & Co. KG geschehen.