Varmforzinkning Bearbejdet aftorgny Wallin Oversat afkay Hallas ",.

Rune Thomas Varmforzinkning Bearbejdet aftorgny Wallin Oversat afkay Hallas ",. Nordisk Forzinkningsforening er en sammenslutning af nordiske varmforzinkningsvirksomheder. Foreningens formål er at fremme varmforzinkningens tekniske udvikling samt virke for øget anvendelse af varmforzinket materiel. Foreningen driver et informationskontor, som har til opgave at overvåge nordisk og international udvikling, øge efterspørgslen samt drive egen forskning og udvikling. Kontoret udarbejder og distribuerer desuden diverse tryksager og fungerer som databank, hvortil alle med spørgsmål indenfor varmforzinkning kan henvende sig.

Omslagsbillede: The Finnish Constructional Steel Works Association. ISBN 87-983505-0-1 Grafisk produktion: AIS Næstved Tidende Repro: OK Reproduktion 2

Forord Denne håndbog udkom første gang i 1968 med titlen "Varmforzinkning som korrosionsbeskyttelse". Den blev modtaget med stor interesse og er siden blevet revideret og genoptrykt adskillige gange, for løbende at være ajour med den tekniske udvikling, og de ændrede normer og standarder. I denne fjerde udgave er medtaget de seneste kundskaber omkring reaktionsforløbet zink-jern, zinkbelægningernes korrosion i forskellige miljøer, samlingsmetoder af varmforzinkede konstruktioner, maling på zink, nyeste standarder, kvalitetskrav og kontrolforhold. Håndbogen bygger som tidligere på tilgængelig faglitteratur, på oplysninger indhentet hos branchefolk samt Rune Thomas og mine egne erfaringer. En varm tak til alle som har bidraget. Det er vor forhåbning at bogen, ligesom tidligere udgaver, skal være til gavn og glæde for alle, som på en eller anden måde er interesseret eller praktisk engageret i problemer med at beskytte stål mod rust. Stockholm, august 1989 Torgny Wallin 3

Indholdsfortegnelse 1. Noget om korrosion og korrosionsbeskyttelse 5 2. Valg af korrosionsbeskyttelse.. 6 3. Forzinkningsmetoder... 8 3.1 Varmforzinkning 8 3.2 Elforzinkning... 8 3.3 Sprøjteforzinkning. 8 3.4 Sheradisering 9 3.5 Mekanisk forzinkning... 9 3.6 Maling med zinkrig maling... 9 4. Varmforzinkning 1O 4.1 Fordele og ulemper 10 4.2 Proces... 11 4.2.1 Varmforzinkning af små emner - centrifugering 11 4.2.2 Tråd- og rørforzinkning 12 4.2.3 Pladeforzinkning 12 5. Reaktioner mellem jern og zink... 13 5.1 Uberoligede og aluminiumberoligede stål... 13 5.2 Siliciumberoligede stål... 13 5.3 Indflydelse af øvrige legeringselementer og forureninger... 14 5.4 Indvirken af andre faktorer... 14 5.5 Valg af stål 16 5.6 Jern-zinkreaktion ved båndforzinkning (plade) 16 6. Varmforzinket ståls styrkeegenskaber 17 6.1 Trækstyrke, kærvslagstyrke og formbarhed 17 6.2 Svejsespændinger... 17 6.3 Udmattelsesstyrke... 17 6.4 Sprødhed, revnedannelse 17 7. Konstruktioners udformning og fremstilling... 18 7.1 Sikkerhedskrav... 18 7.2 Konstruktionsanvisning 18 7.2.1 Håndteringsmuligheder 20 7.2.2 Indbyrdes bevægelighed 20 7.2.3 Undgå konstruktioner som kan deformeres 20 7.2.4 Undgå uens overflader og materialetyper 20 7.2.5 Undgå syrespalter 20 7.2.6 Undgå lommer 21 7.2.7 Emner med gevind 21 7.2.8 Mærkning.. ~ 21 7.2.9 Svejsning 21 7.2.9 Øvrige forhold 21 8. Standarder... 22 9. Kvalitet - kontrol... 23 9.1 Lagtykkelse - vægt pr. overfladeenhed... 23 9.2 Udseende... 23 9.3 Vedhæftning... 24 10. Zinkbelægningers korrosion 24 10.1 Korrosion i atmosfæren 24 10.1.1 Rødbrun misfarvning 25 10.2 Korrosion i væsker 26 10.2.1 Hvidrust. 26 10.3 Korrosion i jord 27 10.4 Galvanisk korrosion... 27 10.4.1 Zinkbelægningers katodiske beskyttelse... 28 10.4.2 Zinkbelægninger i kontakt med andre metaller end stål... 28 10.5 Varmforzinkede materialer i kontakt med bygningsmaterialer 29 10.5.1 Mørtel, puds og træ 29 10.5.2 Beton... 29 10.6 Zinkbelægningers slidstyrke 30 10.7 Zinkbelægninger i høj temperatur 30 10.8 Pakning og transport af varmforzinket gods... 30 11. Maling af varmforzinket stål - Duplexsystem 31 11.1 Levetiden på duplexsystem 31 11.2 Nyforzinkede, blanke overflader 31 11.3 Eksponerede, matte overflader 31 11.4 Rengøring og forbehandling... 32 11.5 Valg af maling... 32 12. Lysbuesvejsning af zinkbelagt stål... 33 12.1 Sprøjt, indtrængning, porer- og revnedannelser 33 12.1.1 Foranstaltninger mod sprøjt, mindsket indtrængning, porer og interkrystallinsk revnedannelse 33 12.2 Elektrodevalg 33 12.3 Røg 33 12.3.1 Zinkoxidens skadevirkning 33 12.3.2 Beskyttelse mod svejserøg 33 13. Reparation af skader på zinklaget - rustbeskyttelse af svejsesteder 34 14. Punktsvejsning 34 15. Boltsamling 35 15.1 Befæstigelseselementer... 35 15.2 Anlægsfladerne 35 15.3 Hulboring 35 15.4 Montering... 35 16. Økonomiske synspunkter... 36 17. Referencer... 37 4

1. Noget om korrosion og korrosionsbeskyttelse Korrosion defineres ifølge ISO 8044 som en fysisk-kemisk reaktion mellem et metal og dets omgivelser, og reaktionen er oftest af elektrokemisk natur. Korrosionen medfører almindeligvis skader på metallets struktur, dets omgivelser eller på det tekniske system, hvori det indgår. Bredt sagt korroderer og ødelægges alle materialer med undtagelse af ædelmetaller. Ved udvinding af metal af malm tilføres energi, og metallet repræsenterer altså en højere energitilstand end malmen. Ved korrosion tilstræber metallet at frigøre denne energi og vende tilbage til den naturlige stabile tilstand. Korrosionsprodukterne ligner derfor ofte de produkter, som metallet engang blev udvundet af. Den høje energitilstand er imidlertid ikke tilstrækkelig til, at korrosionen opstår. For at få stål til at korrodere - ruste - i almindelig forekommende miljøer, fordres både syre og vand. I Danmark er der året rundt syre og vand i tilstrækkelig mængde til, at korrosionsprocessen kan foregå. Stål er uden konkurrence det mest anvendte metal i vor tid, men i mange miljøer er stålets store ulempe en al for høj korrosionshastighed. Det er derfor af stor økonomisk interesse at beskytte stålkonstruktioner mod rust, og det kan gøres på følgende måder: - Legering af stålet med krom til rustfrit stål. Indholdet af krom kan varieres, og desuden tilsættes ofte andre metaller, som nikkel og molybden, for at reducere korrosionshastigheden i forskellige miljøer. For almindelige konstruktioner er rustfrit stål dog for dyr en løsning. - Ændring afkorrosionsmiljøet. Ilukkede rum kan luften affugtes eller temperaturen forhøjes. I væsker kan miljøet ændres ved tilsætning af inhibitorer. - Belægninger med organisk eller uorganisk materiale for at udelukke fugt og syre fra ståloverfladen. Dette er den almindeligste metode for korrosionsbeskyttelse. De organiske materialer kan være malinger, bitumen- eller plastprodukter, og de uorganiske kan være metaller eller emaljer. Det kan teknisklade si g gøre, atapplicere de fleste metaller på stål, med det formål at opnå korrosionsbeskyttelse, slidstyrke eller dekorativ effekt. Mange metaller er imidlertid i sig selv så dyre, og/eller deterforbundet med så store omkostninger at lægge dem på stål, at det udelukker anvendelsen af dem. Er målet korrosionsbeskyttelse, er kun et fåtal af metallerne prismæssigt acceptable, samtidig med at de er applicerbare og giver en god beskyttelse, hvilket under normale forhold kræver, at de er uædlere end stål. Egentlig kan kun zink og aluminium komme på tale. Magnesium kunne være en tænkbar kandidat, men dels er dets egenkorrosion for høj, dels er det meget svært at applicere. Kadmium anvendtes tidligere, men prisen for metallet er meget høj, og tillige er det så giftigt, at miljøhensyn udelukker det. Aluminium yder en god beskyttelse i de fleste miljøer og er prismæssigt acceptabel, men er svær at applicere på stål. Indtil nu er aluminering ikke udført på stykgods i industriel skala, men tyndplader belægges i mindre omfang. Termisk sprøjtebelægning forekommer i en vis udstrækning. En mere udførlig omtale af korrosion og korrosionsbeskyttelsesmetoder ligger udenfor rammerne af dette kompendium. For yderligere information henvises til litteraturoversigten i afsnit 17 pkt. 1, 2 og 3. - Katodisk beskyttelse ved at udnytte en offeranode eller tilslutte en jævnspænding. Metoden med offeranoden kan siges at være en form for kontrolleret galvanisk korrosion, idet man her medvirker til at anbringe metallerne således, at det ene korroderer, medens det andet beskyttes. Katodisk beskyttelse er kun anvendelig, hvor der forekommer en elektrolyt, f.eks. vand eller fugtig jord. Metoden anvendes til beskyttelse afskibe, kajanlæg, tanke, olieplatforme, rørledninger osv. 5

2. Valg afkorrosionsbeskyttelse Ved valg af rustbeskyttelse af ståldetaljer må mange tekniske faktorer klarlægges og prøves. Miljøet på montagestedet bør kendes, og belastningerne ved transport, oplagring og montering skal også undersøges. Der bør også foretages en økonomisk afvejning af alternative løsninger. Det er vigtigt, at valget ikke sker udfra initialomkostningerne alene, men at der også tages hensyn til emballageomkostninger ved transport, efterreparation af montageskader og fremtidige vedligeholdelsesomkostninger osv. Totalomkostningerne for konstruktionen i hele dens levetid, som initialomkostningerne kun er en del af, kan vise et helt andet billede end det, som blot de første påføringsomkostninger viser. En god vejledning for valg af rustbeskyttelse i forskellige miljøer gives i Dansk Ingeniørforenings anvisning for korrosionsbeskyttelse af stålkonstruktioner, DS/R 454 (4). De miljøeksempler, der defineres i denne anvisning - se tabel 1 - er kun funktionsmiljøer. Transport-, lagrings- og montageforhold kan ifølge foranstående ændre placeringen, og dermed valget af rustbeskyttelse. Af anden litteratur om emnet kan nævnes "BS 5493, Code of practice for protective coating of iron and steel', structures against corrosion" udgivet af British Standards Institution. Billede 1 kan bruges til sammenligning af forskellige belægningstypers tekniske egenskaber. I tabel 2 sammenlignes nogle procesvariabler for maling og varmforzinkning. Sammenligningen er naturligvis meget generel. Malinger og plastprodukterfindes i et utal af varianter og med forskellige egenskaber. Omstændigheder og kraver i praksis skiftende, hvorfor det ofte ertilrådeligt atforetage en sammenligning af de aktuelle parametre. Tabel 1. Korrosionsklasser ifølge DS/R 454. Man må være opmærksom på, at selv om zink og maling lægges på med samme formål, nemlig at beskytte mod rustangreb, så virker de på helt forskellige måder. Zinkbelægninger korroderer fra overfladen og ind mod stålet og giver katodisk beskyttelse ved skader på belægningen. Der opstår ikke rust mellem zinklaget og stålet. Maling- og plastbelægninger ødelægges derimod oftest ved, at der dannes rust i grænselaget mellem belægning og stål. Belægningen giver ingen katodisk beskyttelse, og når først skaden er sket, breder rustangrebet sig under denne. Overfladebelægningers egenskaber. _Zink Maling Bitumen D Plast Meget god God Dårlig Meget dårlig Rust- Elektro- Atmosfæ- Mod- Ved- Styrke Slid- Kontrol Æstetisk beskyt- kemisk risk mod- stands- hæftning mod styrke mulighed effekt telse beskyt- stands- evne mekanisk telse evne i vand belastning Billede 1. Relativ sammenligning mellem forskellige overfladebelægningers egenskaber 6

Tabel 2. Sammenligning mellem forskellige procesvariablers indflydelse på resultatet ved maling og varmforzinkning. 7

3. Forzinkningsmetoder 3.1 Varmforzinkning Ståldetaljer renses for rust, glødeskaller og andre forureninger, dyppes i smeltet zink og får derved en belægning afjern-zinklegeringer og med ren zink på overfladen. Metoden er den mest anvendte og behandles indgående i kapitel 4. 3.2 Elforzinkning, elektrolytisk forzinkning. Ståloverfladen affedtes og rengøres for rust og glødeskaller ved bejdsni,ng. Emnet sænkes derefter i en opløsning af zinksalt og tilsluttes som katode til en jævnspænding. Som anode tilsluttes staver eller kugler af rent zink. Opløsningen - elektrolytten - kan være sur, neutral eller basisk, og zinksaltets type afhænger heraf. Når spændingen tilsluttes, udfældes zink fra elektrolytten på ståloverfladen. Anoden opløses samtidig og tilfører elektrolytten ny zink. Godset kan hænges i værktøj (kroge, galger, fixturer etc.) eller placeres i tromler. Værktøjet eller tromlen flyttes derefter fra bad til bad - ofte afen programstyret robot. Det udfældede zinklag har kun en mekanisk vedhæftning på ståloverfladen men med en meget finkrystallinsk struktur. Standardiserede lagtykkelser (min. lokaliagtykkelse) er S, 8,12 og 1S,...,m. Tyndere lag end S,...,m forekommer dog ofte på massegods f.eks. diverse beslag, småskruer etc. Tykkere lag end 2S,...,m kan kun opnås på emner.med enkel geometri f.eks. tråd. Zinkbelægningens overflade er meget. jævn og med en "sølvagtig" metalglans. Ved specielle tilsætninger til badet kan opnås en såkaldt højglans. Elforzinkede emner bliver normalt kromatiseret for at opnå beskyttelse mod korrosion under oplagring og transport. Kromlaget er oftest farveløst, men kan, hvis det er tykkere, have en gulbrun eiler grøn farve. Hvis elforzinkede emner skal anvendes udendørs, bør de, på grund af zinklagets ringe tykkelse, males eller påføres anden organisk belægning for at øge rustbeskyttelsens levetid. For yderligere information henvises til 05/150 2081 (S) Billede 2. Tværsnit gennem elektrolytisk påførtzinklag. Billede 3. Sprøjteforzinkning. 3.3 Sprøjteforzinkning, termisk sprøjtning Stålet rengøres ved omhyggelig sandblæsning - mindst til sa 2,S ifølge DS 2019 eller ISO 8S01-1: 1988. Zink i tråd- eller pulverform tilføres en sprøjtepistol og smeltes i en gasflamme eller lysbue. De smeltede dråber kastes mod ståloverfladen ved hjælp af trykluft. Zinklaget bliver noget porøst og med en ru overflade, se billede 3 og 4. Lagtykkelsen kan variere fra ca. 30,...,m til i praksis 300,...,m. Vedhæftningen til ståloverfladen er kun mekanisk. Billede 4. Tværsnit gennem sprøjteforzinket belægning. Billede 5. Tværsnit gennem belægning afzinkrig maling. 8

Metoden er anvendelig for større, ikke alt for komplicerede konstruktioner. Den er også velegnet til reparation af zinkbelægninger på varmforzinkede emner, som er skadet under håndtering eller ved svejsning. Se DSIISO 2063 eller (5). 3.4 Sheradisering Stålemner, der er rengjorte ved bejdsning, lægges sammen med zinkpulver og sand i en tromle, som under rotation opvarmes til lidt under zinkens smeltetemperatur. Efter nogen tid ved denne temperatur og under fortsat rotation reagerer jern og zink med hinanden og danner en jern-zinklegering på ståloverfladen. Sheradisering giveren relativ tynd mørkegrå belægning (1S-4011m), med god vedhæftning og meget jævn lagtykkelse, selv på emner med meget kompliceret geometri. Metoden har omtrent samme anvendelsesområde som elforzinkning. Der findes ikke dansk eller international norm for sheradisering. Ved behov henvises til British Standard BS 4921. Metoden anvendes ikke i Danmark. 3.5 Mekanisk forzinkning Affedtede emner lægges sammen med glaskugler i en tromle, og bearbejdes først med et surt rengøringsmiddel og derefter med et forkobringsmiddel. Herefter tromles de med zinkpulver og nogle aktiverende kemikalier. Sædvanligvis lægges mellem 12 og 1411m zink på ståloverfladen, men tykkere lag - op til 7S11m - kan også opnås. Belægningen bliver megetjævn, selv på emner med kompliceret geometri. Overfladen er mat, og da der ikke opstår brintskørhed, kan hærdet stål også belægges. Der findes ikke dansk eller international standard for denne belægningsmetode. 3.6 Maling med zinkrig maling Som ved sprøjteforzinkning skal ståloverfladen sandblæses til mindst Sa 2,5. Rensning med skraber og stålbørste giver ikketilfredsstillende resultat. Zinkrig maling består af finkornet zinkpulver i et organisk eller uorganisk bindemiddel, og fås både som een- og tokomponentmaling. For at de enkelte zinkpartikler skal komme i god elektrisk kontakt med hinanden og med ståloverfladen, skal zinkindholdet i den tørre malingsfilm være mindst 92 vægt-%, hvilket modsvarer 62 volumen-%. Malingen kan påføres med sprøjte eller pensel. Maling med zinkrig maling betegnes ofte "koldgalvanisering", og tilsyneladende vil man hermed give indtryk af, at malingen vil give en zinkbelægning, der kvalitativt kan sidestilles med den, der opnås ved varmforzinkning. Som det fremgår af billede S, er dette dog langt fra tilfældet. Betegnelsen "koldgalvanisering" er retsligt prøvet i Vesttyskland ved 1. Zivilsenats des Bundesgerichthofes, som ved en dom den 12. marts 1969 fastslog, at det ikke er tilladt at bruge "koldgalvanisering" som varebetegnelse. Maling med en zinkrig maling eren malemetode og ikke en metaibelægningsmetode. En sammenligning af egenskaberne hos de forannævnte typer zinkbelægninger er foretaget på billede 6. Zinkbelægningers egenskaber. _ Varmforzinkning Sprøjteforzinkning Elforzinkning D Zinkrig maling Meget god God Mindre god Legering med stålet Styrke mod mekanisk belastning Kontrolmulighed Korrosions beskyttelse Elektrokemisk beskyttelse Slidstyrke Som malingsunderlag Billede 6. Relativ sammenligning afegenskaberne mellem de mest brugte typer zinkbelægning og zinkrig maling. 9

4. Varmforzinkning Den franske kemiker Melouin opdagede allerede i 1741, at zink kan beskytte stål mod korrosion. Metodenfikdog ikkestørre praktisk anvendelse før hans landsmand, ingeniør Stanislaus Sorel, indførte bejdsning i svovlsyre som forbehandling. Den 10. maj 1837 indsendte Sorel sin første patentansøgning omhandlende varmforzinkning og baseret på principper, som stort set anvendes i dag. I et tillæg til sin patentansøgning, i juli 1837, kaldte Sorel metoden for "galvanisering". Han hentydede da til den galvaniske celle, som opstår, hvis zinkbelægningen skades, og hvor stålet i skaden bliver katode og beskyttes mod korrosionen af den omgivne zink. Navnet er siden adopteret afandre metoder for belægning af stål med zink og anvendes i almenhed for elektrolytisk metaludfældning. For at udgå forveksling bør dypning i varm zink derfor benævnes varmforzinkning. 4.1 Varmforzinkningens fordele og ulemper Blandt fordelene kan særligt nævnes følgende: a Lav pris og lave vedligeholdelsesomkostninger. b Zinkbelægningens lange levetid. Mange gange giver den en vedligeholdelsesfri rustbeskyttelse i hele kostruktionens levetid. c Behandlingen udføres i faste anlæg efter en fastlagt rutine, det betyder stor sikkerhed mod fejl. d Zinkbelægningens kvalitet er ikke afhængig af vejrliget. e Jævn og kvalitativ optimal belægning selv på svært tilgængelige flader. f Ligeså tyk eller tykkere belægning på skarpe kanter og hjørner, som på plane flader. g Zinkbelægningens god~ egenskaber mht. at modstå mekaniske påvirkninger ved transport, omlastning og montering. Skader ved håndtering og deraffølgende efterreparation på montagestedet er sjældne. h Såfremt skader opstår, beskyttes stålet katodisk mod rust i mindre ridser og slagmærker. Varmforzinket stål kan svejses med de kendte svejsemetoder. Enkel og hurtig kvalitetskontrol. Blandt varmforzinkningens ulemper kan nævnes: a Kan kun udføres i stationære anlæg. b Zinkbelægningens kulør kan kun ændres ved maling. c Konstruktionensstørrelse kan begrænses af zinkbadets størrelse. d En vis risiko for at plane flader og lange slanke bjælker slår sig under varmepåvirkningen i zinkbadet. Billede 7 Eksemplerpå profilerog konstruktioner, hvormekanisk rengøring er vanskelig, ogalternative rustbeskyttelsesmetoder ikke giver total dækning. Ved varmforzinkning derimod, får alle flader fuldgod belægning. X250 Zinkbelægning Stål Billede 8. Tværsnit gennem gevindtop på varmforzinket skrue. (5 min. ved 460 C). Bemærk atbelægningen på gevindtoppen er noget tykkere end på fladen. e Svejsning af zinkbelagt stål kan kræve afvigende procedure i forhold til ubelagt stål. Tykt lag Belægning med maling Belægning med zink Maling Stål Zink Stål Billede 9. Belægning afmaling bliversom regel tyndere over hjørner og skarpe kanter. Zinkbelægningen bliver derimod tykkere på disse steder. 10

4.2 Proces Hvis ståloverfladen er forurenet med maling, f.eks. mærkemaling, eller svejsesiagger, må disse først fjernes ved mekanisk bearbejdning som sandblæsning ellerslibning. Formsand på støbegods fjernes ved sandblæsning med stålsand. Fedt og olie fjernes normalt i et alkalisk affedtningsbad. Efter skylning i vand fjernes rust og glødeskaller ved bejdsning i et fortyndet salt-eller svovlsyrebad. Saltsyre er mest anvendt. Ved dypning i den smeltede zink skal der tilføres et flusmiddel, hvis f~nktion er at opløse oxiderne på stål- og badoverfladen, så stål og zink kommer i ren metallisk kontakt Vådforzinkning Billede 10. Arbejdsgang i anlæg for "vådforzinkning". Køling og kontrol Tørforzinkning Bejdsning Billede 11. Arbejdsgang i anlæg for "tørforzinkning". Forzinkning med centrifugering Til slutkontrol Bejdsning Flusning Skylning Tørring Omlastning i centrifuge Forzinkning og, centrifugering Køling i vand Tørring Billede 12. Arbejdsgang i anlæg med centrifuge. med hinanden. Flusmidlet kan tilføres ved to forskellige metoder, som benævnes vådeller tørforzinkning. Metoderne giver ligeværdige belægninger med hensyn til kvalitet og rustbeskyttelse. Ved vådforzinkning deles zinkbadets overflade i to dele. På den ene del lægges et flusmiddel - ammoniumklorid - som smelter i varmen fra badet. Stålemnet, som efter bejsningen er fugtigt, dyppes gennem det smeltede flusmiddel ned i zinkbadet og flyttes derefter til den flusfrie del. Flusrester og oxider skummes af badoverfladen, hvorefter emnet kan løftes op gennem en ren, blank zinkoverflade. Ved tørforzinkning dyppes stålemnerne i en vandig opløsning af zinkammoniumklorid og tørres, hvorefter et tyndt lag af flussalte dækker overfladen. Emnerne kan derefter dyppes i zinksmelten uden yderligere tilsætning afflusmiddel. Før dypning og inden emnerne igen tages op, skal zinkoverfladen skummes ren for oxider og flusrester. Når stålemnerne er taget op, kan de lufteller vandkøles, og er derefter klar til afpudsning, kontrol og forsendelse. 4.2.1 Varmforzinkning af små emner - centrifugering Små emner som søm, skruer, bolte, møtrikker, skiver, beslag osv. rengøres som tidligere beskrevet og hældes i perforerede kurve, som dyppes i zinksmelten. Når kurven tages op, placeres den i en centrifuge, og ved rotation slynges en del af zinken af overfladen, som bliver fri for dråbedannelser og ujævnheder. Centrifugering er velegnet til emner med gevind. 11

Magasin Afhasper Metalliseringsgryde Billede 13. Arbejdsgang i anlæg for varmforzinkning afbrede bånd (tyndplade). Zinklaget bliver noget tyndere og får ofte et mattere udseende end ved separat ophængning, hvilket også ville blive alt for dyrt for små detaljer. 4.2.2. Tråd- og rørforzinkning Tråd, smalle bånd og rør varmforzinkes enten efter den tørre eller den våde metode eller ved en kombination af begge - i kontinuerligt arbejdende anlæg. Umiddelbart efter zinkbadet stryges (tråd) eller blæses (rør) den overskydende zink af overfladen, som på den måde bliver fri for ujævnheder. Zinkbelægningens tykkelse kan varieres indenfor visse grænser, afhængig af hvor tæt der stryges, eller hvor kraftigt der blæses. 4.2.3 Pladeforzinkning Tyndplade varmforzinkes i kontinuerlige produktionslinier, hvor alle processerne er sammenkoblet i et sluttet system. Basismaterialet er koldtvalsede plader i ruller, og det ene bånd svejses til det andet til et endeløst bånd. Efter affedtning bejdses eller oxideres båndet. Derefter renses overfladen for oxider ved reduktion ved 950 (, og samtidig fås en udglødning, der gør stålet blødt. Båndoverfladen er herefter metallisk ren og føres gennem beskyttelsesgas direkte ned i zinkbadet. Fra zinkbadetføres båndet lodret op mellem såkaldte jetknive, hvorigennem der blæses fine luft- eller dampstråler, som skærer zinkbelægningen ned til den ønskede tykkelse. Kontrol af lagtykkelsen og styring af jetknivene sker ved hjælp af Iagtykkelsesmåler og datamater. Efter koldtreducering, retning og behandling mod hvidrust føres båndet frem til formatklipning eller oprulning for levering eller senere plastbelægning, maling og/eller profilering. Tyndplader forzinkes enten med mikrolegeret, lavlegeret eller højlegeret zink. I alle tilfælde er aluminium den vigtigste legeringstilsats, og det typiske indhold er hhv. 0,20/0, 50/0 og 55%. Forzinket tyndplade sælges under mange handelsbetegnelser, som f.eks. Galfan (Iavlegeret), Aluzink eller Galvalume (højlegeret). 12

5. Reaktioner mellem jern og zink Ved normal varmforzinkning er zinksmeitens temperatur 460 (. Ved forzinkning af smådetaljer som beslag, skruer, møtrikker og skiver anvendes temperaturer omkring 550-560 0 ( bl.a for at forbedre centrifugeringen. Temperaturer over 470 0 ( kræver et keramisk materiale i zinkdiglen, som ved lavere temperatur kan være af stål. Når stål kommer i kontakt med smeltet zink, sker en reaktion mellem metallerne, og der dannes en jern-zinklegering på ståloverfladen. Denne legering bygges op af forskellige jern-zinkfaser med gradvis aftagende jernindhold mod ydersiden. Når stålet tages op afzinksmelten, fæstnes et lag af ren zink på den yderste legeringsfase. Billede 14 viser den skematiske opbygning af en sådan belægning. Belægningens tykkelse og overfladens udseende bestemmes af, hvordan reaktionen sker, og hvordan det yderste zinklag størkner. Reaktionsforløbet varierer relativt og absolut med et stort antal parametre. Af disse er stålets sammensætning af stor betydning, men også ståloverfladens beskaffenhed (struktur, kornstørrelse, spændinger, ujævnheder), zinksmeltens sammensætning, dyppetider osv, indvirker på forskellig måde. Forløbet bliver altså meget kompliceret og er endnu ikke klarlagt i alle detaljer. 5.1 Uberoligede og aluminiumberoligede stål Ved varmforzinkning afuberoligede og aluminiumberoligede stål pakkes jern-zinkkrystalierne tæt i legeringslaget, og den smeltede zink hindres i at nå ståloverfladen, se billede 17. Reaktionen kan kun ske mellem det jern og den zink, som diffuderer gennem legeringslaget, og resultatet bliver at reaktions- og tilvæksthastigheden aftager, og belægningen bliver relativ tynd. Belægningens opbygning ligner derfor meget det skematisk afbillede, jf. billede 14 og 17. Når zinken i det yderste lag størkner, bliver overfladen glat og antager en blålig metalgians, se billede 20. I nogle tilfælde, især på tyndplade, kan zinken størkne i form af tilfældigt rettede krystaller, hvilket giver overfladen etsærpræget mønster, som bl.a. afhænger af størkningshastigheden. Mønstret er hverken tegn på god eller dårlig kvalitet, og har heller ikke nogen betydning for zinkbelægningens levetid. Ved kontinuerlig varmforzinkning af bre-' de bånd kan mønstrets udbredelse kontrolleres, hvilket ikke er tilfældet ved forzinkning af stykgods. Billede 14. Skematisk tværsnit afzinkbe/ægningen, som den opbygges ved varmforzinkning. Eta/aget med 0,3% Fe, Zeta/aget med 5,8-~7% Fe, delta/aget med 7-11% Fe og gamma/aget 21-28% Fe. 5.2 Siliciumberoligede stål Den bestanddel i stålet, som har den kraftigste indflydelse på reaktionen mellem zink og jern, er silicium. Ved stålfremstilling tilsættes silicium til stålsmelten for at binde oxygen. Silicium påvirker reaktionen mellem zink og jern, så krystallerne i det yderste legeringslag (zeta-fasen) dannes som små korn, billede 18, eller som lange stængler, se billede 19. Begge strukturformer har dårlig pakning mellem zinkkrystallerne. Zink fra badet kan derfor trænge næsten helt ind til ståloverfladen, og reaktionen bremses ikke, men vedbliver i hele dettidsrum, emnet befinder sig i badet. Belægningens tykkelse øges altså kraftigt med dyppetiden, jævnfør diagrammet på billede 15, og laget bliver som regel temmelig tykt. Det skal bemærkes, at den dårlige pakning af legeringslaget ikke betyder, at belægningen bliver "porøs" og fyldt med huller. Afstanden mellem legeringskrystallerne er altid fyldt med zink. Samme kompakte og fuldstændige metalliske belægning, som opstår ved uberoligede eller aluminiumsberoligede stål, opnås altså også ved siliciumberoligede stål. Siliciums indflydelse tiltager ikke retlinet med øget indhold, men følger kurverne, som er vist på billede 16 og 17. Kurverne viser middelværdierne. Variationerne kan være betydelige mellem stål med samme siliciumindhold, men fra forskellige charger, ligesom variationer i samme charge også kan forekomme. Det menes, at variationerne bl.a. beror på, at trods det totale siliciumindhold i forskellige stål er det samme, kan den mængde silicium, som bindes til oxygen være forskellig. Der findes hermed større eller mindre mængde fri silicium i stålet, og det er denne mængde, der påvirker reaktionen Eta-(Tl)-Iaget Zeta-(S)-Iaget Delta-(o)-Iaget Gamma-(r)-Iaget (6). Det har også vist sig (7), at silicium kan ligge ujævnt i stålets overflade. Dette gælder også andre elementer som svovl og fosfor, som også kan påvirke reaktionsforløbet mellem jern-zink (8). Selv på siliciumberoligede stål fæstes der yderst et lag af ren zink, når det tages op af zinksmelten. Reaktionshastigheden på disse stål kan dog være så høj, at renzinklaget helt ændres til jern-zinklegering inden overfladen er nedkølet. Reaktionen ophører nemlig først, når temperaturen er under 300 (. Jern-zinkdannelsen kan altså gå helt ud til belægningens yderside, som da bliver mat, ru og med Iys- eller mørkegrå farve, se billede 20. Farven bestemmes af mængden af jern-zinkkrystaller, som er blandet med ren zink i belægningens yderste lag, - store zinkmænger giver lys overflade, mindre giver mørkere overflade. Ofte bliver overfladen ikke entydig grå, men får et flammet udseende med dels matte og dels blanke partier. Arsagen hertil kan være mange. Koncentrationen af først og fremmest silicium, men også fosfor og svovl eller andre stoffer i stålets overflade, spændinger i ståloverfladen ligesom stålets varmebehandling og struktur, påvirker altsammen reaktionsforløbet. Selv afkølingsforløbet efter varmforzinkningen indvirker på dette forhold. Stålets glathed, specielt ved koldtreduceret materialer, spiller også en rolle for zinklagets tilvækst. Overfladen må hverken være for ru eller for glat. Zetakrystallerne har tendens til at vokse vinkelret ud fra overfladen. På plane og konvekse flader vokser krystallerne altså uden at forstyrre hinanden, og smelten kan trænge ind mellem krystallerne og befordre tilvæksten. På konkave overflader og i fordybninger blokerer krystallerne derimod for hinanden og forhindær tilvæksten. 13

5.3 Indflydelse af øvrige legeringselementer og forureninger Kul imængderunder 0,3% harkun lille indflydelse på jern-zinkreaktionen, medens højere kulindhold øger reaktionshastigheden og dermed belægningens tykkelse. Det har også stor betydning, om kullet er bundet i form af perlit, sorbit, martensit osv. (9). Mangan, krom og nikkel øger også reaktionshastigheden, men kun ubetydeligt i de mængder, de findes i normalt lavlegeret stål (10). Niobium, titan og vanadium anvendes som finkorndannere i stålet, men optræder i så små mængder i aktuelle ståltyper, at de er uden indflydelse (11). Svovl- og fosforindholdet er normalt så lavt i konstruktionsstål og har sjældent nogen større indflydelse på reaktionen mellem jern og zink. Det kan dog ske, at indholdet lokalt er betydelig større, end chargeanalysen angiver, og ligger disse partier i ståloverfladen, kan reaktionen lokalt påvirkes kraftigt. Højere svovlindhold - over ca. 0,2% som det findes i visse automatstål, kan øge reaktionshastigheden så meget, at stålet ikke kan varmforzinkes. Angrebet kan blive så kraftigt, at stålet ødelægges. 5.4 Indvirken af andre faktorer Temperaturen i zinkbadet er normalt ca 460 (, men kan i praksis ligge mellem 440 og 470 (, uden at detfår nævneværdig indflydelse på reaktionshastigheden mellem jern og zink. Sker varmforzinkningen ved 550-560 0 ( dannes detyderste legeringslag, zeta-fasen, ikke i legeringslaget. Belægningen kommer til at bestå af en blanding af delta-krystaller og zink. Overfladen bliver normalt mat med Iys- eller mørkegrå farve. Da zeta-iaget ikke dannes ved varmforzinkning ved høj temperatur, elimineres indflydelsen af silicium på reaktionen mellem jern og zink. Forskellige ståltyper reagerer derfor omtrent ens og får samme belægningstykkelse, og værdier over 100~m kan ikke opnås. Dyppetiden i zinkbadet er meget afhængig af, hvor let emnet kan håndteres. Normalt er den mellem 1,5 og 5 minutter. Vanskeligt håndterbart gods kan dog medføre dyppetider på optil10 minutter. Dyppetidens indflydelse på forskellige ståltyper fremgår af billede 15. Overfladens ruhed har, som nævnt under pkt. 5.2, stor betydning for belægningens lagtykkelse, der øges med større ruhed. Afhængig af ståltype og profil kan f.eks. slyngrensning give 15-25% tykkere belægning. Kraftigt rustangreb eller bejdsning uden inhibitorer giver også øget lagtykkelse. Forskellige overfladebearbejdninger, som afdrejning, slibning og f1ammeskæring,kan Billede 15. Reaktionerne mellem dyppetider og zinkbelægningens tykkelse for stål med forskellige siliciumindhold. Kurverne er middelkurver baseret på såvel forsøg som praktiske erfaringer. Betydelige variationer kan forekomme ved stål med samme siliciumindhold men fra forskellige charger. Billede 16. Relationerne mellem stålets siliciumindhold og zinkbelægningens tykkelse ved dyppetider på 9 hhv. 3 minutter ved 460 C. Betydelige variationer kan forekomme ved stål med samme siliciumindhold men fra forskellige charger. Den høje reaktivitet mellem 0,04% og 0,12% Si kaldes Sandelineffekten. 14

også give uventede effekter ved dannelsen af zinklaget. Stålmaterialets tykkelse indvirker således, at belægningen bliver tyndere med mindsket godstykkelse. Dette gælder især ved godstykkelser under 5 mm. Arsagen er blandt andet, at lettere emner generelt får kortere håndteringstid i zinkbadet. Stålets bearbejdning (valsning) og varmbehandling er heller ikke ens ved forskellige tykkelser og kan give varierende overfladestruktur, som reagerer forskelligt i zinkbadet. Zinkbadets sammensætning kan ikke ændres ved almindelig varmforzinkning. Den zink, der anvendes, er ofte elektrolytisk med en renhed på mindst 99,95 %. Af produktionsmæssige hensyn kan der tilsættes lidt bly - max 1% - og noget aluminium 0,001 til 0,01 %. De seneste år er der udført en intensiv forskning med legerede bade. Det drejer sig først og fremmest om aluminium eller andre tilsætningsstoffer i et forsøg på at eliminere Sandelineffekten (billede 16) eller for at øge zinkens korrosionsbestandighed. Tilsætningen af aluminium har givet en positiv effekt ved forzinkning af brede bånd. Tyndplader med forskelligt indhold af aluminium og andre tilsætningsstoffer i zinklaget har i flere år været markedsført under forskellige handelsnavne. Teknikken har dog kun haft ringe fremgang indenfor stykforzinkning, idet den kræver specielt flusmiddel og er vanskelig at styre. Tilsætningen af nikkel på 0,1 % til zinkbadet eliminerer toppen af Sandelinkurven og giver en lineær tilvækst ved øget siliciumindhold i området op til 0,2 % silicium. Ved silicium over dette niveau har nikkel ingen effekt på belægningens tykkelse. Ved forzinkning af siliciumberoligede stål i nikkellegeret bad ser Sandelinkurven ud, som vist på billede 21. Nikkellegeret bad anvendes derfor i dag i flere anlæg, hvor man ønsker at minimere lagtykkelsen ved forzinkning af stål med siliciumindhold under 0,2%. Billede 17 Tværsnit gennem belægningen på uberoligede stål. På aluminiumberoligede stål er belægningen bygget på samme måde. Billede 18. Tværsnit gennem zinkbelægningen på halvberoligede stål med 0,06% Si. Forzinkningen er udført ved 460 C. Zink Jern-zinklegering Stål Jern-zinklegering Stål Jern-zinklegering Stål Billede 19. Tværsnit gennem belægningen på siliciumberoligede stål med 0,26% Si. Forzinkningen er udført ved 460 C. 15

5.5 Valg af stål Da zinklagets tykkelse i høj grad bestemmes af det anvendte ståls siliciumindhold, er det denne faktor, som i hovedsagen kan styre ønskerne til belægningstykkelsen. Vil man have en belægning, som opfylder kravene til DS/ISO 1461 klasse A (65/70,...,m), kan uberoligede eller aluminiumsberoligede stål anvendes. Stål med silicium kan selvfølgelig også vælges, men belægningen bliver da tykkere end krævet. Skal det forzinkede stål bruges i korrosivt miljø, eller ønskes der særlig lang levetid for zinklaget, bør belægningen opfylde kravene i DS/ISO 1461 klasse B(100/115,...,m), som opnås ved at anvende stål, der er siliciumberoligede eller sandblæst til Sa 2,5. Ønskes tykkere belægning end 115,...,m må siliciumindholdet være større end 0,30%. Det skal bemærkes, at vælger man et sådan stål, kan der ved extreme tykke belægninger opstå risiko for afskalning, ligesom et ønske om tynd belægning ikke kan opfyldes. Ønskes en blank overflade, kan stålet være uberoligede, aluminiumberoligede eller siliciumberoligede. Siliciumindholdet må dog ikke være under 0,12% eller over 0,20%. 5.6 Jern-zinkreaktion ved båndforzinkning Ved kontinuerlig varmforzinkning af tyndplade er udgangsmaterialet koldtreduceret stålbånd med en for metoden tilpasset kemisk sammensætning. Dyppetiden er meget kort og temperaturen holdes indenfor snævre grænser. Zinkbadet legeres med lidt aluminium (ca 0,2%), som har den egenskab at hæmme jern-zinkreaktionen ved korte dyppetider. Legeringslaget bliver tyndt, ca 1-2,...,m, og resten af belægningen består af 15-30,...,m ren zink, se billede 22. Jern-zinklegeringerne er relativt hårde og sprøde, men når størstedelen erstattes af blød formbar zink, kan kontinuerligt varmforzinket plade bøjes, bukkes,falses, presses og til og med dybtrækkes, uden at belægningen revner eller skaller af. Som nævnt under pkt. 5.4 kan tyndplade også belægges med aluminiumlegeret zink, som giver noget bedre korrosionsbeskyttelse. Galfan (5% AI), Aluzink eller Galvalume (55% AI) er kendte handelsnavne for denne type varmfoizinket stålplade. Billede 20. Varmforzinket trykluftbeholder. Venstre del er afsiliciumlegeret stål med mat mørkegrå overflade, og højre del er afaluminiumberoligede stål med blank, metalglinsende overflade. Billede 21. Relationerne mellem stålets siliciumindhold og zinkbelægningens tykkelse ved forzinkning i nikkellegeret zinksmelte (0,1 % Ni). Zink Jern-zinklegering Billede 22. Tværsnit gennem zinkbelægningen på kontinuerligt forzinket tyndplade. Stål 16

6. Varmforzinket ståls styrkeegenskaber Der er blevet udført talrige forsøg, for at klarlægge i hvilket omfang varmforzinkningen påvirker styrkeegenskaberne i ulegerede og legerede stål med lavt kulindhold. Resultaterne af disse undersøgelser kan kort sammenfattes, som angivet nedenfor, og gælder såvel stål forzinket ved normaltemperatur (460 0 () som ved højtemperatur (560 0 (). 6.1 Trækstyrke, kærvslagstyrke og formbarhed. I både svejst som usvejst tilstand er stålets flydespænding, trækstyrke, forlængelse og kontraktion så godt som uforandret efter varmforzinkningen. Trækstyrken i koldbearbejdede eller varmbehandlede stål nedsættes ved varmforzinkning, men hvor stor reduktionen bliver, beror på bearbejdningsgraden eller varmbehandlingens art. Billede 23. Wohlerkurver for stål SS 2174 udsat for pulserende belastning. Det brune bånd indikerer forlø- bet ved normal korrosionsudmatning. Kærvslagstyrken hos varmforzinket stål reduceres noget sammenlignet med artificielt ældede prøver, men ikke så meget atstå- lets anvendelsesmuligheder påvirkes. Formbarheden hos stål påvirkes ikke ved varmforzinkning. Kraftig bukning kan dog medføre, at zinkbelægningen springer. 6.2 Svejsespændinger. I svejste konstruktioner reduceres svejsespændinger med 50-60% ved varmforzinkning. Hærdespændinger, i den varmepåvirkede zone, reduceres også. Svejste konstruktioner får på sin vis en større statisk styrke i varmforzinket tilstand. 6.3 Udmattelsesstyrke. En kraftig opbygning af jern-zinklegeringslaget, som det forekommer ved varmforzinkning af siliciumberoligede stål, øger risikoen for at udmattelsesstyrken reduceres. Ved udmattelsespåvirkning kan der opstå revner i legeringslaget, som siden kan virke som anvisere for revnedannelser i ståloverfladen. Ved fastlæggelse af udmattelsesdata i laboratorier, sammenlignes varmforzinkede materialer med "nyt" ubehandlet stål. Exponeres en ubehandlet konstruktion udendørs, angribes den omgående af rust, og der opstår partielle rustangreb, som er 5-7 gange dybere end den almene rustdanneise, og udmattelsesstyrken reduceres hurtigt. Det samme gælder for en malet konstruktion, der skades i malingen og angribes af rust. Udmattelsesstyrken af et varmforzinket stål ændres derimod ikke nævneværdigt under exponeringen, så længe zinklaget er intakt. Under normale forhold opstår der heller ikke punktangreb på zinkoverfladen. Den sænkning af udmatteisesstyrken, som varmforzinkning medfører, er lille, i forhold til den reduktion et korrosionsangreb kan give. Det bør også nævnes, at sandblæsning og i høj grad svejsning sænker udmatteisesstyrken. 6.4 Sprødhed, revnedannelse. Koldbearbejdning reducerer et ståls kærvslagstyrke, og efterfølgende ældning ved høje temperaturer forstærker denne effekt. Selvom stålet i sig selv er ældningshærdet, kan effekten af koldbearbejdning medføre, at stålet får for lille styrke til, at det kan opfylde gældende krav. Ved varmforzinkning af koldbearbejdet stål skerderen opvarmning, som i nogle tilfælde kan fremskynde ældning. Stålet ældes dog, uanset om detvarmforzinkes eller ej. Ved varmforzinkning bør man derfor være opmærksom på, om detaljerne er koldbearbejdet. Påvirkningen er størst ved uberoligede stål. Selvaluminiumberoligede stål påvirkes negativt af koldbearbejdning og ældes ved varmforzinkning, men dog i mindre grad end uberoligede og siliciumberoligede stål. I tvivlstilfælde bør man udføre en prøveforzinkning, og giver det værdier, som ikke kan godkendes, skal der udføres en afspændingsglødning ved 600-650 0 ( i ca. en halv time eller endnu bedre en normalisering. Ældningstilbøjelige stål er nutildags forholdsvis sjældne. 8rintskørhed opstår ikke ved varmforzinkning af normale ulegerede og lavtlegerede konstruktionsstål. Hvis der ved bejdsning optages brint i materialet, drives den effektivt ud ved varmforzinkningen takket være den relativ høje temperatur på 460 (. Hærdede stål kan blive sprøde, nårde optager brint, og der bør altid udføres prøveforzinkning med disse materialerinden større partier varmforzinkes. Interkrystallinsk revnedannelse kan forekomme på grund af indtrængning af zink i stålets korngrænser. Det forudsætter dog, at der er opbygget store spændinger i stålet på grund af f.eks. svejsninger eller hærdning. Risikoen for, at dette skal ske med almindeligt konstruktionsstål, er meget lille, hvorimod hærdede stål er mere følsomme. Der bør altid udføres prøveforzinkning med disse materialer inden større partier varmforzinkes. Risikoen for revnedannelse kan minimeres hvis stålet anløbes ved højere temperatur end zinkbadets, dvs. 460 (. 17

l Konstruktioners udformning og fremstilling Når en konstruktion skal varmforzinkes, er der visse forhold, man skal være opmærksom på ved dens udformning, men ellers vil opfyldelsen af de krav, der normalt stilles til god bearbejdning, opsvejsning og hensyn til efterfølgende overfladebehandling også gælde for konstruktioner, der skal varmforzinkes. Det er vigtigt, at store konstruktioner tilpasses størrelsen af forbehandlingskar og zinkgryde hos varmforzinkeren. Selv om store emner kan vendes og dobbeltdyppes, vil denne mulighed ofte være væsentlig dyrere end i de tilfælde, hvor konstruktionen deles, og emnerne i højere grad kan behandles i et glidende produktionsforløb. Laske- og boltsamling af varmforzinkede konstruktioner indebærer ofte betydelige fordele fremfor svejsesamling, der kan medføre dyre efterreparationer af svejsesteder og afbrændte zinkbelægninger. 7.1 Sikkerhedskrav. Varmforzinkning medfører, at emnerne dyppes i flere vand baserede bade og derefter i smeltet zink, og konstruktioner med lukkede hulrum som f.eks. rørkonstruktioner, sammensvejste flader og beholdere skal forsynes med hullerfordræning og udluftning. Når emnet dyppes i zinksmelten, vil indestængte ~æskeansamlinger fordampe og forårsage opbygning af et stort overtryk, som kan medføre sprængning. Risikoen for alvorlige person- og materialeskader ved en sådan sprængning er meget stor. Passende hulstørrelser er angivet i tabel 3. Hullerne skal placeres så fyldning, udluftning og tømning bliver total gennem hele processen. Rigtigt placeret og rigelig store huller giver det bedste varmforzinkningsresultat med glat og jævn zinkbelægning. Itvivlstilfælde er det bedst at kontakte virksomheden, der skal udføre varmforzinkningen, for drøftelse af alternative placeringer og hulstørrelser. Eksempler på rigtige og forkerte konstruktionsformer og hulplaceringer er vist på billederne 27 til 34. Tabel 3. Minimumstørrelse for udluftnings- og gennemstrømningshul/er Bil/ede 25. Principskitse for varmforzinkningsoperationen. Bil/ede 24. Varmforzinkning aflysmaster Bemærk! - Masterne holdes skråt, for at få godt afløb afzinken. 7.2 Konstruktionsanvisninger. Følgende anvisninger er ikke nødvendige forudsætninger for, at varmforzinkningen kan udføres, men hvis de efterkommes, bliver kvaliteten bedre og arbejdet lettes. Bil/ede 26. Principskitse af dobbeltdypning. 18

Billede 27. I svejste konstruktioner må der bores hul i alle samlingspunkter for udluftning og gennemstrømning afvæsker og zink. Lukkede rør kan eksplodere i zinksmelten. Billede 28. Emnermedpåsvejste forstærkningerog overlapsvejsninger skal forsynes med hul, hvis det indestængte areal er mere end 70 cm 2. Den syrespalte, der herved opstår, må accepteres, da eksplosionsfaren er for stor, hvis der ikke bores hul. Billede 29. Svejs ikke materialer med stor forskel i godstykkelse sammen. Konstruktionen kan deformeres i zinkbadet eller ved den efterfølgende afkøling på grund af uens opvarmnings- og nedkølingstider. Billede 30. Rørstudse, der ikke er plane med beholderens inderside, forhindrer fuldstændig fyldning og tømning i bade og zinksmelte. Rørtilslutningerne børplaceres diagonalt og være rigelig dimensioneret. ø 50 mm for hver0,5m 3 volume eren godtommelfingerregel. På større beholdere bør der være løfteøjer for at lette håndteringen. 19

7.2.1 Håndteringsmuligheder En større konstruktion bør opbygges af let håndterlige enheder, som sammenbygges efter varmforzinkning og helst ved boltsamling. Emnerne bør forsynes med løfteøjer eller andre anhugningsmuligheder for dyppeværktøjer. Rørstudse på beholdere skal placeres diagonalt og i hjørnerne og være plane med indersiden af beholderen, i modsat fald kan den ikke fyldes og tømmes fuldstændigt på sin vej gennem processen, se billede 30. 7.2.2 Indbyrdes bevægelighed. Dele, som skal være bevægelige i forhold til hinanden, bør monteres efter varmforzinkningen. Indbyrdes bevægelige detaljer kan dog varmforzinkes under eet mod en merpris og under forudsætning af passende spillerum, som aftales med varmforzinkningsvirksomheden. 7.2.3 Undgå konstruktioner som kan deformeres Sammenbyg ikke konstruktioner med alt for store forskelle i materialetykkelse, se billede 29. Opvarmningstiden i zinkbadet og den efterfølgende afkøling vil være forskellig for forskellige godstykkelser og kan betyde, at konstruktionen slår sig. Store plane flader med pladetykkelser under 3-4 mm bør forstærkes, se billede 31, for at hindre for store deformationer, og lange slanke konstruktioner bør undgås. Kan det lade sig gøre, bør svejsesømme lægges symetrisk omkring en bøjringsakse, og svejsefølgen skal udføres, så spændingerne bliver så små som mulige. 7.2.4 Undgå uens overflader og materialetyper. Nyt stål, stål med gravrust og støbejern kræver forskellig behandling og får forskellig zinkoverflade og må derfor ikke svejses sammen. Uberoligede og aluminiumsberoligede stål bør ikke svejses sammen med siliciumberoligede stål, idet overfladens udseende og lagtykkelsen bliver forskellig, se billede 20. Billede 31. Eksemplerpå forstærkning afpiadeflader for atminimere deformationer. Billede 32. Eksempler på udformning afkonstruktioner for at undgå syrespalter. rustfarvet væske løber ud på overfladen og skæmmer udseendet. I større spalter og lommer kan korrosionsangrebet med tiden blive så kraftigt, at området ødelægges. Støbegods skal have en jævn, tæt og sandfri overflade. Porer og huller kan virke som syrespalter og må ikke forekomme. 7.2.5 Undgå syrespalter. Konstruktioner skal udformes, så der ikke opstår smalle spalter, se billede 32 og 34. Stumpsvejsning er i forzinkningssammenhæng bedre end overlapssvejsning. Udføres overlapssvejsning, skal hele fugen fuldsvejses, og deter vigtigt, at der ikke opstår porer eller huller. Er spalten mellem anlægsfladerne større end 70 cm 2, skal der bores udluftningshul på grund af eksplosionsfaren, se billede 28. Er der trængt væske ind i en spalte, kan den ikke senere tømmes ud. Zink er mere tyktflydende og lægger ved varmforzinkningen et tyndt låg på åbningen. Dette låg fortæres efter nogen tid afsyre og jernsalte, og 20

7.2.6 Undgå lommer. Udform konstruktionen, så der ikke dannes luftfommer, når den sænkes i bade og i zinksmelte, og ikke medtages væske og zink, når den tages op. Zink i udrænede lommer kan ved efterfølgende håndtering løbe ud og forårsage en ujævn overflade. 7.2.7 Emner med gevind. Udvendige gevind skal skæres med undermål, for at møtrikken kan skrues på efter varmforzinkningen. Passende reduktion af gevinddiameteren er angivet i supplement til DS/ISO 1459 og 1461, DS/lnf. 11. (Tabel 4.) Indvendige gevind skæres eller renses til nominelt mål efter varmforzinkningen. Zinkbelægningen på det udvendige gevind beskytter også stålet i det indvendige. 7.2.8 Mærkning Midlertidig mærkning skal udføres med vandopløselige farver. Permanent mærkning kan gøres ved at stemple med bogstaver eller tal i stålet eller fastgøre en mærkeplade til emnet. Stemplingen skal være tilstrækkelig dyb, så den kan læses efter varmforzinkningen. 7.2.9 Svejsning. Svejsninger skal være fri for porer, som ellers vil resultere i syrespalter. Ved dobbeltsidig kilesvejsning skal der svejses hen over pladeenderne, så væskerne ikke kan trænge ind i eventuelle spalter, se billede 34. Svejsemetoder, som ikke giver slagger, er at foretrække. Anvendes belagte elektroder skal svejseslaggerne renses omhyggeligt af, da de ikke går af ved normal bejdsning, og ved varmforzinkningen efterlader sorte ubelagte pletter på overfladen. Billede 33. Forstærkningsplader i f eks. bjælker bør tildannes, så der bliver en tværgående spalte ved kroppen, eller hjørnerne afklippes, så konstruktionen kan fyldes og tømmes på sin vej gennem forzinkningsprocessen (33,1). Laves der udluftnings- og afløbshuller, skal de placeres så nær ved bjælkens krop som muligt(33. 2). Diagonaleri gitterkonstruktionerbørikke støde op tilyderrammen. Bemærk! - Alternativ 2 giver en syrespalte og er ikke hensigtsmæssig. 7.2.10 Øvrige forhold. En forudsætning for et godt resultat af varmforzinkningen er rene ståloverflader. Man skal forsøge at holde overfladen ren for maling, fedt, olie, tjære og svejseslagger, da disse urenheder ikke fjernes ved bejdsningen, men kræver ekstrabehandling som f.eks. affedtning, sandblæsning, afbrænding eller slibning. Forureninger kan være svære at opdage i tide, og hvis de bliver siddende, efterlader de sorte ubehandlede pletter, der kan resultere i, at behandlingen må gøres om, og dermed bliver dyrere. Billede 34. Fuldsvejs samlinger så syrespalter undgås. Tabel 4. Reduktion af skruers gevinddiameter før varmforzinkningen. 21

8. Standarder For fastlæggelse af kvalitetskrav for varmforzinkning er udarbejdet følgende standarder: Danske standarder. DS/ISO 1459 Beskyttelse mod korrosion ved varmforzinkning. Vejledende principper. DS/ISO 1461 Belægninger på jern- og stålemner påført ved varmforzinkning - krav. DS/lnf. 11 Et supplementshæfte der forklarer baggrunden for og kompletterer DS/ISO 1459 og DS/ISO 1461, hvor dette er påkrævet, samt giver en vejledning om forhold, som normalt ikke medtages i danske standarder. Internationale standarder. ISO 1459 Metallic coatings - Protection againstcorrosion by hot dip galvanizing - Guiding principles. ISO 1461 Metallic coatings - Hot dip galvanized coatings on fabricated products - Requirements. (Under omarbejdelse). 1) De angivne værdier kan ikke altid opnås uden anvendelse af f.eks. siliciumberoligede stål eller sandblæsning. 2) Relationen mellem de angivne belægningsmasser og lagtykkelser er givet i henhold til ISO 1459. 3) Ved magnetisk lagtykkelsesmåling fremkommer måleværdien som et gennemsnit afflere aflæsninger over et refereneeareal i henhold til ISO 2178 og DS/ISO 2064. Tabel 5. Belægningsmasse og -Iagtykkelse på varmforzinket stål iht. DS/ISO 1461. Tyndplader varmforzinkes efter den amerikanske standard ASTM A525. Derfindes ingen dansk standard for denne proces. 22

9. Kvalitet- kontrol Forskellige standarders krav til belægningerne omhandler: 1 Lagtykkelse eller vægt pr. overfladeenhed. 2 Udseende. 3 Vedhæftning (ikke alle standarder). 9.1 Lagtykkelse - vægt pr. overfladeenhed. Udover, hvad der angives i 05/150 1459 og 05/150 1461 om zinkbelægningens tykkelse gælder følgende standarder for bestemmelse af lagtykkelse eller vægt pr. overfladeenhed: 05/150 1460 Belægning på jern- og stålemner påført ved varmforzinkning - Bestemmelse af massen pr. arealenhed Gravimetrisk metode. 05/150 1463 Belægning på jern- og stålemner påført ved varmforzinkning - Måling af Iagtykkelsen ved mikroskopisk undersøgelse af tværsnit. 05/150 2064 Metalbelægninger og andre ikke-organiske belægninger - Definitioner og regler for måling af Iagtykkelse. 05/150 2177 Metalbelægninger - Måling af lagtykkelse - Coulometrisk metode ved anodisk opløsning: 05/150 2178 Ikke-magnetiske belægninger på magnetiske substrater - Måling af lagtykkelsen - Magnetisk metode. Til kontrol af lagtykkelsen på stykvis varmforzinkede emner anvendes for det meste den magnetiske metode, som er hurtig og let at udføre, uden at beskadige emnet. På billede 35 er vist et par af de instrumenter, der oftest anvendes. I nogle tilfælde, som ved små detaljer eiler emner med kompliceret form, kan magnetiske målinger være for usikre. I disse tilfælde anbefales bestemmelse af vægt pr. overfladeenhed eller mikroskopiering. 9.2 Udseende Til det varmforzinkede emnes overflade kan man stille det krav, at den er jævn og fri for synlige fejl som blærer, spidser, zinkaske, flusmiddel og ubelagte områder. Klumper, dråber og tykke løbere af zink må ikke forekomme i et sådant omfang, at de forstyrrer emnets funktion. Det belagte emne skal være rent og fri for skader. Mørke, matte eller "flammede" belægninger, hvidrust og en del ujævnheder er ikke fejl, og kan ikke berettige til reklamation. Hvis hvidrust ikke kan accepteres, bør det siges ved ordreafgivelsen. Eftersom belægningen dannes ved kemisk reaktion mellem jern og smeltet zink, er det kun overfladen, som kommer i kontakt med smelten, der bliver belagt. Utilstrækkelig rengøring viser sig umiddelbart som sorte pletter. Mindre ubelagte pletter kan ikke altid undgås. I hvilken udstrækning pletter bør accepteres, afhænger af emnets anvendelse samt plettens udstrækning og form. En langstrakt plet med nogle få millimeters bredde kan som regel forblive ubelagt, medens pletter større end 50 mm 2 bør repareres. Hvor store områder der kan repareres, må vurderes fra tilfælde til tilfælde med hensyn taget til emnets anvendelse, størrelse, form og håndteringsmulighed i zinkbadet. Når zinkoverfladens glathed bedømmes, må man gøre sig klart, at varmforzinkning indebærer dypning i en metalsmelte, og at det smeltede metal skal løbe af, når emnet tages op af badet. Hertil kommer, at zinken størkner ca. 40 C under smeltens arbejdstemperatur. Zinklagets udseende kan derfor ikke sidestilles med det, deropnås ved f.eks. elforzinkning, eller med varmforzinkede overflader, som er mekanisk afstrøjet som plader, rør eller tråd. Ujævnheder som "gardindannelser", fortykkelser, oxider fra badoverfladen osv. kan ikke altid undgås, men også her gælder det, at emnets anvendelse, form og håndterlighed i'badet tages med i vurderingen af, om ujævnheder kan accepteres. Stilles der særlige krav til belægningens udseende og jævnhed og emnets funktion efter varmforzinkningen, skal det drøftes parterne imellem på tilbudsstadiet. Små ujævnheder, som ikke er til gene for funktionen eller skæmmer udseendetalvorligt, bør ikke pudses af. Affilning og slibning gøroftestørre skade end gavn. Mindrevedhæng afoxider fra badoverfladen forsvinder i reglen efter nogen tids exponering. Billede 35. Lagtykkelsesmåling meddigitalinstrument. 23

10. Zinkbelægningers korrosion 9.3 Vedhæftning. Vedhæftning er en egenskab, som er svær at definere og måle. Virkelig vedhæftning kan kun måles i grænselaget mellem belægning og basismetal. Det, som normalt regnes som belægningens vedhæftning, er evnen til at modstå mekanisk påvirkning f.eks. bukning, vridning, slag osv. Disse egenskaber har stor betydning for tråd og tyndpipde, men i mindre grad for stykvis forzinkede emner. Der findes i øjeblikket ikke anvendelige metoder til objektiv måling af vedhæftningen. Vedhæftningen anses for at være god, hvis emnet tåler normal brug og håndtering. Bukning, bøjning og bearbejdning anses ikke for at være normal håndtering. Ståltypernes forskellige måder at opbygge legeringslaget på betyder, at nogle belægninger tåler større mekanisk belastning end andre. Zinkbelægningen på stål beskytter mod korrosion på to måder: 1 Som barriere, dvs. forhindrer oxygen og fugt i at trænge ind til ståloverfladen. 2 Ved at give katodisk beskyttelse i ridser, slagmærker, klippekanter osv. Zink er et uædelt metal med stor korrosionstilbøjelighed. At korrosionshastigheden trods alt er lav i de fleste miljøer beror på, at metallets overflade hurtigt bliver dækket af korrosionsprodukter, som yder beskyttelse mod videre korrosion. 10.1 Korrosion i atmosfæren. Når et varmforzinket emne tages op af zinkbadet, angribes overfladen omgående af luftens ilt. Det iltede lag har kun ringe korrosionsbeskyttende evne, men luftens indhold af vand og kuldioxyd ændrer hurtigt laget til basiske zinkkarbonater, som giver en tæt hinde med god vedhæftning. Zinkkarbonat har desuden en meget lav opløselighed i vand og giver belægningen en fortræffelig beskyttelse (12). Den oprindelige blanke overflade forsvinder og erstattes af en mat, lysegrå kulør, se billede 36. Luften i det fri indeholder større eller mindre mængde af korrosive stoffer - gasser, sod, fugt (tåge, dug, regn, sne) og aggressivt støv. Mængderne kan variere meget fra sted til sted og efter årstiden. Disse og andre faktorer kan optræde vekselvis i gunstige eiler ugunstige kombinationer med hinanden. I korrosionssammenhæng skelner man mellem: 1 Landsbymiljø 2 Hav- (kyst-) miljø 3 Bymiljø 4 Industrimiljø Luften i industriområder og i byer er forurenet af svovlforbindelser, som sammen med luftens fugtighed ændrer det normalt tætte og hærdede karbonatlag til zinksulfat og zinksulfit. Eventuelt har luftens indhold af kvælstofilter en synergistisk effekt på svovloxidernes angreb. Sulfater og sulfitter af zink er vandopløselige og har en dårlig vedhæftning til underlaget. De vaskes let væk af regn, og en frisk zinkoverflade blotlægges for angreb af luftens ilt, og der opstår en ny korrosionscyklus. Korrosion i svovlholdig luft er derfor større end i renere luft f.eks. i landsbymiljø. I havmiljø påvirkes zinkens korrosion af luftens saltindhold. I havluft findes dog små mængder af magnesiumsalte med en god passiverende virkning, og korrosionen er derfor ikke så stor, som man kunne forestille sig. Saltindholdet aftager også hurtigt ind mod land. Farven på korrosionsproduktet skifter afhængig af det miljø, hvori det dannes. Havmiljø giver et hvidere produkt end landsbyog bymiljø. I bymiljø bliver produktet som regel mørkest. Zinkens korrosion påvirkes altså af mange faktorer. En almengyldig formel for korrosionshastighed kan man ikke opstille, men mange års erfaring, og et utal af langtidsforsøg med zink som rustbeskyttelse, har givet et godt kendskab til zinkens korrosion og korrosionshastighed i forskellige miljøer. Erfaringer fra forskellige anvendelsesområder og prøver er sammensat i diagrammet på billede 38. Hvilken lagtykkelse der skal tilstræbes for korrosionsbeskyttelse i et givent område, må vælges fra tilfæde til tilfælde. Miljøets korrosionsbelastning må bedømmes på baggrund af kendskab til de stedlige forhold. Ved sådanne bedømmelser anses et miljøs aggressivitet mod stål også at gælde for zink. Dette er imidlertid ikke altid tilfældet. Stålets korrosion stiger stærkt med øget fugt, svovl- og kloridindhold. For zink er stigningen klart mindre. 24 Billede 36. Eksponeret overflade af en zinkbelægning med et ydre lag af ren zink. Den blanke overflade er erstattet af et gråt korrosionsprodukt, sommetider kaldet zinkpatina.

Korrosionsklasse 1 2 3 20 10 o 50 100 150 200 250 Lagtykkelse ~m Billede 38. Forholdet mellem zinklagets tykkelse og belægningens middellivslængde i nævnte miljøer Billede 37. Misfarvet overflade på en lysmast. Belægningen bestårprimærtafjern-zinklegering uden ren zink yderst. Ved korrosion frigøres jern, og der dannes overfladiskrust, som kun haræstetiskbetydning. Beslaget for trafikskiltet har en belægning medetrentzinklag yderst, som vist på billede 36. 10.1.1 Rødbrun misfarvning. Belægninger, som hovedsagelig består af jern-zinklegering uden afsluttende lag af ren zink, kan efter nogen tids exponering få en rødbrun farve, som ved fortsat exponering - især i svovlholdig atmosfære - kan blive helt sort. Legeringen korroderer, hvorved der frigøres jern, som sammen med luftens fugtighed eller regn danner rust. Rusten kan, selv ved små mængder, give en kraftig misfarvning. Er misfarvningen meget kraftig, kan man få det indtryk, at rustbeskyttelsen er meget nedsat eller ophørt. Dette er dog sjældent tilfældet. Jern-zinklegeringen beskytter faktisk det underliggende stål bedre mod korrosion - op til 30-40% - i forhold til den beskyttelse ren zink giver (13). De misfarvede overflader kan med fordel males, hvis det kræves afhensyn til udseendet. 10 50 o~ 25 --..== a;" "'O Q) ~ 20 Vi ~ CiJ ::g 15 ~ 100 150 200 250 Lagtykkelse ~m o 50 100 150 200 250 Lagtykkelse ~m Billede 39. Forholdet mellem zinklagets tykkelse og belægningens middellivslængde i forskellige typer vand. 25

10.2 Korrosion i væsker. Når et forzinket emne sænkes ned i en væske, dannes der, som ved exponering i luft, et beskyttende lag af korrosionsprodukter. Beskyttelseslaget kan dog få en højest varieret sammensætning, der -ligesom dets bestandighed - er afhængig af, om væsken er sur eller alkalisk, indeholder løse eller faste aggresive emner, samt hvilken strømningshastighed og temperatur der er gældende. Den elektrokemiske korrosion, som i luft spiller en underordnet rolle, har stor betydning i væsker, og sker over et større eller mindre område afhængig af væskens ledningsevne og zinklagets beskyttende virkning. Størst betydning har væskens ph-værdi. Zinkens korrosionshastighed er normalt relativ lav og stabil i ph-området 5,5-12,5 og ved temperatur mellem OO( og 20 (. Udenfor dette område er korrosionen almindeligvis hurtigere. Hårdt vand, som indeholder kalk og magnesium, er ikke særlig aggressivt. Stofferne danner sammen med kulsyre svært opløselige karbonater på zinkoverfladen og giver et stabilt beskyttelseslag, som forhindrer videre korrosion. Blødt vand angriber ofte zink, idet beskyttelseslaget ikke dannes på grund af manglende salte. I sjældne tilfælde kan der også ske en polaritetsforbytning mellem zink og stål, så stålet bliver anode (opløsningspol) i elementet med risiko for punktkorrosion. Polaritetsforbytning modvirkes af kulsyre, sulfater og klorider og sker derfor ikke i f.eks. hawand. I aggressivt blødt vand har temperaturen stor betydning for korrosionshastigheden. Ved mere end 55 ( får korrosionsprodukterne på overfladen en grovkornet struktur og mister vedhæftningen til zinkoverfladen. De falder let af og blotlægger ny, frisk zink, som igen angribes meget hurtigt. Korrosionshastigheden opnår et maskimum ved ca. 70 0 ( for senere at synke, så den ved 100 0 ( er af samme størrelsesorden som ved 50 (. I visse vandtyper kan der også ske en polaritetsombytning ved ca. 70 (, så zinkbelægningen bliver ædlere end stålet, og der opstår en hvis risiko for punktkorrosion. Ved strømningshastigheder over 0,5 m/s hindres dannelsen af beskyttelseslaget på zinkoverfladen, og korrosionen bliver hurtigere. Som det fremgår, er korrosionsforløbet i vand meget komplekst og påvirkes stærkt af selv meget små variationer i vandets sammensætning. Almengyldige regler er svære at give. Billede 39 angiver praktiske erfaringer og retningsværdier for forskellige vandtyper. I øvrigt anbefales det at søge oplysninger i tilgængelig litteratur om emnet (14,15,16 og 17). Billede 40. Hvidrust dannet mellem sammenlagte vinkelstål. Billede 41. For at undgå hvidrustpå nyforzinkede overfladerbørprofilstål, bjælkerog konstruktioner lagres så vandsamlinger undgås, og med mellemlæg så fladerne holdes adskilte. 10.2.1 Hvidrust Til tider opstår en hvid, melet og voluminøs belægning, kaldet hvidrust, på den forzinkede overflade, se billede 40. Belægningen kan opstå på nyforzinkede blanke overflader, som ligger tæt sammen og udsættes for kondens eller regnvand, uden mulighed for hurtig efterfølgende udtørring. Zinkoverflader, som allerede har fået et beskyttelseslag af korrorionsprodukt, angribes ikke. Når zinkbelægningen korroderer i fri luft, dannes zinkoxid og zinkhydroxid, som under indvirken af luftens kuldioxid forandres til basiske zinkkarbonater. Hvis luftens adgang til zinkoverfladen begrænses, som ved tæt sammenlagte flader, tilføres ikke tilstrækkeligt med kuldioxid til, at det normale lag af zinkkarbonater kan dannes. 26

Laget af hvidrust er voluminøst og porøst og sidder løst på zinkoverfladen. Beskyttelsen mod fortsat angreb udebliver, og korrosionen kan derfor fortsætte så længe, der er fugt på fladen. Når der opstår angreb af hvidrust, skal emnerne lægges, så de tørrer hurtigt, herefter ophører angrebet, og den frie tilgang af luft danner den normale beskyttelseshinde. Hvidrust vaskes efterhånden af, og belægningen får et normalt varmforzinket udseende. Da hvidrust har en meget stor volume ca. 500 gange zinken den dannes af - kan et angreb forekomme alvorligt. Ofte har angrebet imidlertid kun lille eller ingen betydning for korrosionsbeskyttelsens levetid. På meget tynde belægninger, som f.eks. elforzinkede emner, kan et kraftigt angreb dog være alvorligt. Hvidrust undgås bedst ved, at de forzinkede flader ved lagring og transport forhindres i at komme i kontakt med regn- eller kondensvand. Gods, der opbevares udendørs, bør lægges, så vandet frit kan løbe af, og lufttilgangen er fri til alle flader, se billede 41. Temporær beskyttelse mod hvidrust opnås ved kromatisering eller fosfatering. Maling efter forzinkning giver en meget effektiv beskyttelse. Hvidrust kan, helt eller delvist, fjernes ved forsigtig mekanisk eller kemisk behandling. Dansk Standard godtager ikke hvidrust som reklamationsårsag, hvis der ikke er taget forbehold ved ordreafgivelsen. 10.3 Korrosion i jord. Jord indeholder forvitringsprodukter, frie som bundne salte, syrer og alkalier, blandinger af organiske bestanddele, oxiderende eller reducerende svampe og mikroorganismer mm. Beroende på strukturen har jorden forskellige gennemstrømninger af luft og fugt. Normalt er indholdet af ilt mindre end i luften, medens indholdet af kuldioxid er større. Korrosionsforholdene i jord er følgelig meget komplicerede, og variationerne kan være meget store indenfor små afstande. Dansk jord er almindeligvis ikke særlig aggressiv, og middelkorrosionen ligger på ca. 5flm pr. år. En metode til at bestemme jordens korrosivitet er at måle dens resistivitet. (Tabel 7.) Kan jordresistiviteten ikke bestemmes, giver tabel 6 en vis vejledning. Nr. Aggres- Jord- Resistivitet Beskyttelsesmetode sivitet tilstand i ohm 1 Lille Tør >100 Varmforzinkning kl. B. 2 Lille Fugtig >450 Varmforzinkning kl. B. 3 Svag Tør <100 Varmforzinkning kl. B, samt500flm maling. 4 Svag Fugtig 150-450 Som under pkt. 3. 5 Stor Fugtig 50-150 Varmforzinkning kl. B, samt 1000J.l,mmaling. 6 Meget Fugtig <50-100 Som under pkt. 5 men stor eller med 1500J.l,m maling. hvis svovlsyre kan dannes Tabel 7 Jordaggressivitet ved forskellig jordresistivitet. Beskyttelsesmetode. Det er dog tilrådeligt at søge ekspertbistand i spørgsmål om metallers eksponering i jord. 10.4 Galvanisk korrosion. Hvis de to forskellige metaller eller legeringer, som helt eller delvist er omgivet af en elektrolyt, kobles sammen, opstår der en galvanisk celle. Hvilken af metallerne der bliver anode eller katode bestemmes af deres elektrodepotentiel i elektrolytten. I hawand, som modsvarer de fleste praktiske forhold, indtager et udpluk af forskellige metaller og legeringer pladserne i spændingsrækken, som angivet i tabel 8. Hvis stål kobles sammen med kobber eiler messing, bliver stålet anode i elementet og korroderer. Kobles stål derimod sammen med kadmium, aluminium, zink eller magnesium, bliver stålet katode i elementet og beskyttes, medens anodemetallet forbruges, se billede 42. ----2e---- Tabel 8. Galvanisk spændingsrække i hawand ved +25 C. Vand som elektrolyt Anodereaktioner 1. Zn~Zn++ + 2e- 2. Zn++ +20H-~Zn(OHh Katodereaktioner 2e- +2H+ ~H2 Beholder Tabel 6. Forskellige jordarters korrosivitet. Billede 42. Galvanisk korrosion afzink i kontakt medstål i vand. 27

10.4.1 Zinkbelægningens katodiske beskyttelse I varmforzinket stål står zink og stål i god elektrisk kontakt med hinanden. Skades zinkbelægningen, opstår der, hvis der er en elektrolyt til stede, en galvanisk celle. Elektrolytten kan være kondens eller regnvand. Til tider kan hele konstruktionen være nedsænket i væske. I cellen bliver zinken anode eller opløsningspol og korroderer. Det frilagte stål bliver katode og beskyttes mod korrosion. I begyndelsesfasen kar) man ofte se en svag rustdannelse på den frilagte ståloverflade, men efterhånden opstår der gråhvide partier, som lidt efter lidt breder sig over hele skaden, se billede 46. Zinkbelægningen korroderer og svært opløselige zinkforbindelser udfældes på overfladen og beskytter stålet mod fortsat angreb. Dette omtales ofte som: "At zinken er selvlægende", hvilket dog er ukorrekt, da zinklaget ikke gendannes. Ved eksponering i vand kan det ske, at zinksaltene ikke udfældes på skadestedet, men skylles bort af strømninger. Beskyttelsen består imidlertid, hvis den frilagte stålflade ikke er for stor, idet stålet beskyttes af den elektriske strøm, som genereres i den galvaniske celle, hvor zinken korroderer. Takket være den katodiske beskyttelse, som zinken genererer, sker der ingen underrust af zinkbelægninger, som det kendes under malinger eller belægninger af ædlere metaller end stål, se billede 43. Zinkbelægning på stål er relativ unik med hensyn til, at en rimelig stor skade i belægningen ikke medfører en katastrofal forværring af rustbeskyttelsen. Rækkevidden af katodebeskyttelsen er helt afhængig af, hvilken elektrolyt der skaber cellen. For konstruktioner i normal atmosfære plejer man at regne med beskyttelsesvirkning over nogle millimeter. I hawand kan man derimod regne med noget større afstande. 10.4.2 Zinkbelægninger i kontakt med andre metaller end stål. Som det fremgår af tabel 7, er zink uædlere end de fleste brugsmetaller. Det betyder, at zink ved sammenkobling med disse metaller i en galvanisk celle bliver opløsningspol. Man skal altså i muligt omfang undgå sådanne koblinger, hvis der ikke eksisterer et udtalt ønske om at benytte zinkens beskyttelseseffekt. En god måde er at anvende ikke ledende mellemlæg af plast eller gummi. I luft eller nogenlunde tørre miljøer kan aluminium og rustfrit stål ofte direkte sammensættes med forzinket materiale uden, at der opstår mærkbar korrosion, se billede 44. I vand skal der dog altid anvendes isolerende mellemlæg. Kobber og kobberlegeringer er mere elektrisk aktive end zink, og desuden forekommer ofte en udløsning af kobberjoner, som spreder sig over en større flade og giver Belægning med zink Belægning med maling En galvanisk celle dannes. Zin- Stålet ruster, hvor malingen er ken i kanten afskaden korrode- beskadiget. Rusten kryber unrer. Korrosionsproduktet udfæl- der malingen, som løftes fri af des og beskytter skaden. Stålet ståloverfladen. Korrosionen beskyttes også ved, at det er ka- fortsætter, til skaden repareres. todisk i forhold til zinkbelægningen. Billede 44. Varmforzinkede skruer med syrefaste møtrikker. Efter 15 års eksponering i maritimt miljø er der ingen galvanisk korrosion. Belægning med ædlere metal end stål Belægningsmetaller ædlere end stål f.eks. nikkel, krom og kobber giver anledning til hurtig korrosion i en skade, end hvis stålet var ubelagt. Korrosionen sker ofte i form af punkttæring, som til og med kan gå igennem stålet. Billede 43. Skematisk afbildning affølgevirkningerne afskader i forskellige rustbeskyttelsesbelægninger. et angreb, man bør være opmærksom på. "Farvede" metaller skal derfor aldrig være i kontakt med forzinket stål uden mellem Iæg. Se billede 45. Billede 45. Messingskrue i varmforzinket plade. Billede 46. Et 6 mm bredt fræset spor gennem en 60p,m tyk zinkbelægning på stål og eksponeret i 5 år i svært industrimiljø i Holland. Bemærk belægningen afzinksalte i sporet uden rustgennemslag. (1. F. H. van Eijnsbergen). 28

10.5 Varmforzinkede materialer i kontakt med bygningsmaterialer. 10.5.1 Mørtel, puds og træ. Fugtig mørtel og fugtig puds angriber zink, men angrebet ophører, når materialet tørrer. Tørt og/eller svagt fugtigt træ - såvel imprægneret eller uimprægneret - kan med fordel fastgøres eller samles med varmforzinkede søm eller skruer. Hvis søm eller skruer konstant eksponeres i vand, er syrefaste materialer at foretrække. Andre tørre bygningsmaterialer som f.eks. mineraluld angriber ikke zink. 10.5.2 Beton. Ubeskyttet armeringsstål kan i visse miljøer korrodere på grund affugtindtrængen i revner eller porer. Da rusten har større volume end det stål, den dannes af, kan dæklaget omkring armeringsstålet sprænges og skalle af, se billede 47. Delvis indstøbte ståldele, som bolte og kantskinner, er ofte dårligt rustbeskyttet, og ved rustangreb får man foruden revnedannelser og afskalning også misfarvende rustløbere på den underliggende beton. Disse typer afskader kan undgås, hvis armeringsstålet varmforzinkes. Dermed opnås flere fordele, bl.a. kan tykkelsen afdæklaget reduceres, hvilket giver lavere vægt, og gør konstruktionen slankere og mere elegant. Varmforzinket armeringsstål eller -net kan også være værdifulde i præfabrikerede facadeelementer, idet der heller ikke her er risiko for, at rust misfarver facaden. Ifølge en engelsk undersøgelse (18) er den gennemsnitlige vedhæftning for glat armeringsstål i beton: Varmforzinket stål 3,3-3,6 MPa Sort stål 1,3-4,8 MPa Den store spredning hos sort materiale hænger sammen med forskellige rustgrader, mængden og sammensætning af glødeskai osv. Ifølge en finsk undersøgelse (20) er spændingen for 0,1 mm glidning ved kamstål i beton ca.: Sort stål Varmforzinket stål Varmforzinket og kromatiseret stål 150 MPa 160 MPa 190 MPa Når beton støbes, er dets ph-værdi omkring 13. Ved så høj ph angribes fersk zink, og der udvikles brint, hvilket skulle give en dårlig vedhæftning. Angrebet slutter imidlertid, så snart betonen er størknet, og gasboblerne, der er dannet, forsvinder, så der ikke opstår porøsitet. For at undgå atferskzink kommer i direkte kontakt med fugtig beton, er det fordelagtigt, hvis det forzinkede stål får lov til at ældes i detfri i nogle uger. Dæklaget af basiske karbonater, som da opstår, minimerer angrebet og brintudviklingen og fremmer vedhæftningen. En anden almindelig måde at forhindre Bil/ede 47 Afskalning af betonen på et kælderloft på grund af rust i armeringsstålet. Bil/ede 48. Forzinket armeringsstål i Lil/holmens pontonbro, Pargas, Finland. angreb fra fersk beton på, er at kromatisere det forzinkede materiale. Den virkning, kromatiseringen har på vedhæftningen, er behandlet i en finsk undersøgelse (19). Billede 49. Mikrohårdhedsmåling i stål og i zinkbelægningens forskellige faser 29

I slidstyrke. t materiale, er det aniske belægnini den varmforzinlod meget hårde alt konstruktions- >edre slid end ren 3t legeringslagets ~dre (20).. anvendes derfor laden er udsat for :te er tog- og traplntskinner, lemme høj temperatur. gninger kan eksl til ca. 200 (. En kan ikke angives, :ølsomhed ikke er ~an starte tidligere en diffusion inde i e lag renzink spal ~ jern-zinklag. Som :inklaget meget fin og kan, beroende ~Iet mod rust i lang Billede 50. Leveringsklart varmforzinket gods. ~r, som er alumi ~nt overfor endnu es tåler Aluzink og ;port af )ds. på varmforzinket ublid behandling, fornuft ved lagring pakkemetoder og gods giver ikke ale- ~aniske skader, men fordele. Pakning, I og anbringelse af (al dog ske, så hvid 50 og 51. Billede 51. Gods pakket luftigt og stødsikkert.

c 11. Maling afvarmforzinket stål Duplexsystem Mange undersøgelser har vist, at det såkaldte duplexsystem, dvs. varmforzinkning plus maling, er den mest økonomiske måde at give stålkonstruktioner en lang levetid på. Varmforzinkning giver i sig selv en god rustbeskyttelse, men i særlig aggressive miljøer kan det til tider være ønskeligt at forstærke belægningen. Det kan også være aktuelt, hvis fremtidig vedligeholdelse er vanskelig af udføre, eller hvis zinkbelægningen er tynd som på tyndplader. Æstetiske ønsker - at give den matgrå zinkoverflade et mere farvefyldt udseende eller modsat gøre konstruktionen mindre iøjnefaldende - kan være en anden årsag. Maling kan også være løsningen, når varmforzinket stål skal isoleres fra et andet metal f.eks. kobber. 11.1 Levetiden på duplexsystem. Et duplexsystem har som regel meget længere levetid, end belægningerne har hver for sig. Hollandske undersøgelser (21) viser, at levetiden kan beregnes af formlen: ~ = K(L z + L F ) hvor ~ ~ duplexsystemtes levetid L = z zinkbelægningens beregnede n levetid i det aktuelle miljø L = F malingbelægningens beregnede levetid i det aktuelle miljø, hvis den påføres direkte på stål K = miljøafhængig synergifaktor som kan sættes til: 1,5 når systemet eksponeres i korrosionsklasse 4 eller nedsænkes permanent i hawand 1,6-2,0 ved eksponering i korrosionsklasse 3 eller, når vådtiden for systemet er kortere end ca. 60% 2,1-2,3 ved eksponering i korrosionsklasse 2. Billede 53 viser, hvordan synergieffekten opstår. Forudsætningen er imidlertid, at malingslaget har en god og bestandig vedhæftning til zinkoverfladen, som opnås ved anvendelse af korrekt malingstype på en omhyggeligt rengjort overflade. At male på zink er på mange måder mere krævende end på andre materialer. Små mængder af forureninger på overfladen eiler forkert malingstype kan nemlig på kort tid medføre blæredannelse og/eller afskalning. Tidligere blev det anbefalet, at zinkoverfladen skulle eksponeres udendørs i 1-2 år, inden den blev malet. Dette var sikkert rigtigt før midten af dette århundrede, da luften - i det mindste i de nordiske lande - var temmelig ren, og de korrosionsprodukter, som blev dannet på en zinkoverflade, næsten kun bestod af basiske zinkkarbonater. Billede 52. Tegning der viser, hvordan mikrorevner i maling på stål giver anledning til underrust og afskalning. Efter en tids eksponering malede man altså ikke på en reaktiv zinkoverflade, men på et inert lag af karbonater. Resultatet blev almideligvis godt selv ved brug af malinger, som nu anses for at være uegnet. I dag er denne metode meget usikker. Dagens atmosfære indeholder mange flere svovlforeninger, og zinkens korrosionsprodukt indeholder vandopløselige zinksalte. Uanset hvilke malingstyper der påføres på et sådan tildels vandopløseligt lag, vil resultatet blive blæredannelse og afskalning. For at kunne udføre en tilfredsstillende rengøring må zinkoverfladens tilstand klarlægges. 11.2 Nyforzinkede, blanke overflader. En blank zinkoverflade anses ofte for tilstrækkelig ren til at male på. I alt for mange tilfælde er dette ikke rigtigt, og resultatet mislykkes. En nyforzinket overflade er et godt underlag at male på, hvis emnet - ikke køles i vand. Kølevandet er sjældent rent. Forskellige salte kan derfor aflejres på zinkoverfladen og siden forringe eller helt ødelægge vedhæftningen af det påførte malingslag. - ikke lagres i forzinkningsfabrikken efter dypningen i zink. Luften i fabrikken indeholder større eller mindre mængder af flusrøg (partikler af zink og ammoniumklorid), som sætter sig på overfladen og giver en vandopløselig film, der ødelægger vedhæftningen mellem zink og maling. - ikke lagres eller transporteres udendørs i fugtig atmosfære. Risikoen for kondensfugt, som giver hvidrust, er stor, og omfanget af et hvidrustangreb er ikke altid så kraftigt, at det kan ses med det blotte øje. Billede 53. Mikrorevner i maling på forzinket materiale fyldes af korrosionsprodukter fra zinken, som harmindre volume end rust og ikke forårsager afskalning. - ikke lagres mere end ca. 6 timer mellem forzinkning og maling. Tiden er naturligvis afhængig af, hvor ren og tør luften i lagerrummet er. En "fersk" zinkoverflade er altså ikke så ren, som man kan fristes til at tro. Tynde film af olie og fedtstoffer fra handsker, sko, løftestropper osv. kan desuden for en tid efterlade indtrykket af en blank og ren overflade. De salte, som er nævnt ovenfor, er også i de tynde film, som er aktuelle, gennemsigtige og meget svære at få øje på. Varmforzinket tyndplade er praktisk taget altid kromatiseret eller olieret for at be7 skytte mod hvidrust. Kromatlaget er for en større eller mindre del vandopløseligt, og maling på oliefilm lykkes sjældent. Overfladerne skal derfor rengøres inden maling. 11.3 Eksponerede, matte overflader. Eksponerede, matte zinkoverflader er altid overtrukket med korrosionsprodukter, hvis sammensætning er svær at bestemme. Som tommelfingerregel skal man dog antage, at de indeholder vandopløselige og hygroskopiske salte, og derfor er uegnet som malingsunderlag. Malingsfilmen er mere eller mindre vandgennemtrængende, og hvis den påføres en zinkoverflade med vandopløselige salte, betyder det, at der vil dannes blærer fyldt med saltopløsninger under malingsfilmen. Isaltopløsningen er tilgangen af beskyttelsesfilmdannere dårlig, og zinklaget korroderer. Korrosionen spreder sig mellem maling og zink, og korrosionsprodukterne skubber malingslaget af. En eller anden form for rengøring er altså nødvendig før maling på en eksponeret overflade. 31

11.4 Rengøring og forbehandling. Erfaringerne viser, at "sweepblæsning" giver det bedste underlag for maling på zink. Denne lette mekaniske bearbejdning af zinkoverfladen ~erner alle korrosionsprodukter og andre forureninger - selv de vandopløselige - og giver en god vedhæftning. Hvidrust og oliebelægninger ~ernes også effektivt. Mange zinkoverflader er meget blanke og glatte. Her er let sandblæsning også velgørende, idet en ru overflade giver en bedre mekanisk forankring for malingen. Data for sweepblæsningen er givet i tabel 9, og det er vigtigt, at disse følges. En dårlig rengøring giver som nævnt ovenfor et dårligt malingsresultat, men på den anden side kan en for kraftig mekanisk bearbejdning ødelægge zinklaget og opbygge spændinger, som senere kan medføre afskalning af malingen. Ved korrekt udført sweepblæsning regner man med, at ca. 10~m af zinklaget ~ernes. Yderligere oplysninger gives i korrosionscentralens håndbog om rustbeskyttelsesmaling (22). Er det ikke muligt at sweepblæse, anbefales følgende arbejdsgang for industriel lakering: 1 Alkalisk affedtning eller triaffedtning. 2 Omhyggelig afskylning i vand (ikke efter triaffedtning). 3 Fosfatering Uern- eller zinkfosfat). 4 Omhyggelig afskylning i vand. 5 Tørring. 6 Lakering. Bemærk, at triaffedtning ikke kan anvendes, når godset er kromatiseret. Her kræves alkalisk affedtning og til tider også børstning eller behandling med nylonuld imprægneret med slibemiddel af aluminiumoxid. Fosfatlaget skal være kontinuerligt og totaldækkende, men så tyndt som muligt. En tykkelse under 1 ~m, dvs. 2-4 g/m 2 anses for optimalt. Ved manuel maling anbefales afvaskning med emulgerende affedtningsmiddel, kombineret med børstning eller slibning med nylonuld, og omhyggelig vandskylning, gerne med højtryksspuler. Da korrosionsprodukternes sammensætning ikke er kendt, er det en fordel at anvende affedtningsmidler tilsat oxidopløsende midler. 11.5 Valg af maling De malinger, som anbefales nedenfor, kan efter rengøring - påføres direkte på varmforzinket stål. Skal der anvendes andre malingstyper, må der først påføres en egnet grundmaling, helst epoxyprimer. Ved valg af maling skal man tænke på, at den indeholder op til 10-15 forskellige komponenter. Hver producentog råvareleverandør har deres egne recepturer for deres produkter, hvilket gør antallet af varianter meget stort. Malinger af samme type, men fra forskellige producenter, kan derfor have ganske forskellige egenskaber. Nedenstående henvisninger bør derfor kun betragtes som generelle retningslinier. I tvivlstilfælde skal valg af maling drøftes med producentens teknikere. Til højtrykssprøjtning bruges epoxy-, uretan- eller klorkautsjukmaling. Epoxymaling skal være af 2-komponenttypen og po Iyamidhærdende, og tørstofindholdet bør ikke være for højt. En pigmentkoncentration (PVK) på 28-33% anbefales: Epoxyprimer er en almindelig grundmalingstype, når andre malinger som uretaner og epoxytjære anvendes som dækmaling. Det er dog vigtigt at kontrollere hos producenten om grund- og dækmaling matcher med hinanden, samt aldrig blande grundog dækmaling fra forskellige producenter. Når det gælder maling på zink, er klorkautsjuk og 2-komponent uretaner mere ømfindtlige end epoxy, hvad angår råvarer og blandinger. For klorkautsjuk er en PVK på 26-30% at foretrække og gerne med zinkfosfat som inhiberende pigment og aluminium og/ellerjernglimmer som barrierebygger. Uretanmalinger bør have en PVK på 30 35% og gerne være pigmenteret med aluminium/jernglimmer. For manuel maling er 2-komponent akrylmodificeret uretan eller akrylmodificeret alkyd velegnet. Også latexmalinger baseret på alkrylat eller polyvinylacetat kan bruges, men får ikke fuldgod hårdhed og vedhæftning før efter 10-14 dage. Nogle malinger, der er bygget på modificerede gummityper eller på asfaltmodificeret gummi, viser sig atvære gode og fremforaltenkle at håndtere. Aluminiumpigmenterede asfaltløsninger er anvendelige, men har dårlig mekanisk belastningsevne. Generelt bør malinger af ovenfor nævnte systemer ikke udføres ved lavere temperatur end 8-10 (. Malingerne er alle lufttørrende, og forceret tørring skal anvendes med forsigtighed. Lagtykkelse bør være 75~m og lokalt aldrig under 50~m. Når det gælder ovntørrende malinger, pulver- og laminatbelægninger, bør leverandøren altid konsulteres. Tabel 9. Blæsedata for sweepblæsning afzinkbelægninger 32

12. Lysbuesvejsning afzinkbelagt stål Zinkbelagt stål kan svejses uden større problemer med det udstyr og de metoder, der anvendes til sort stål. Data for svejsning af ubelagt materiale kan imidlertid ikke altid anvendes, da zinken har en vis ødelæggende effekt på svejseforløbet afhængig af belægningens tykkelse, sammensætning og struktur. I første omgang består problemerne i: - øget sprøjtemængde - mindsket indtrængning - øget porerdannelse i svejsesømmen - risiko for interkrystallinsk revnedannelse i svejsesømmen - øget røgudvikling 12.1 Sprøjt, indtrængning, porer- og revnedannelser Elektrodesprøjt er først og fremmest et problem ved CO 2 -svejsning. Ved svejsning af kilefuger kan sprøjt i visse tilfælde ødelægge buen samt fæste sig i svejsepistolens mundstykke og ødelægge trådmaterialet. Svejsedråberne kan endvidere sætte sig fast på overfladen nær svejsestedet og ødelægge udseendet. Indtrængningen ifugen mindskes, idet zinkbelægningen på fugefladerne forstyrrer buespændingens energibalance, og strømmen reduceres. Porer dannes når fordampet zink og gasser ikke når at forlade smelten, inden den størkner. Ved svejsning med beklædte elektroder er problemet ikke stort. Ved beskyttelsesgassvejsning, og især ved dobbeltsidet kilesvejsning, er det ikke usædvanligt, at der opstår en vis porøsitet. Interkrystallinske revner i svejseområdet, på grund af zinkpenetration, opstår først og fremmest i T-forbindelser. Når der arbejdes med beklædte mat~rialer, skal godstykkelsen dog være over 13 mm, medens den modsvarende tykkelsesgrænse ved beskyttelsesgassvejsning er 6,5 mm. 12.1.1 Foranstaltninger mod sprøjt, mindsket indtrængning, porer og interkrystallinsk revnedannelse Problemerne kan let elimineres eller nedbringes til et acceptabelt niveau, hvis en eller flere affølgende foranstaltninger tages i anvendelse: - Anvend "anti-sprøjt" middel for at forhindre, at dråber sætter sig fast på emnet og ved beskyttelsesgassvejsning i svejsemundstykket. - Svejs med afstand mellem fugefladerne på 1,5 mm ved beskyttelsesgassvejsning og 2,5 mm ved svejsning med beklædte elektroder. Dette øger indtrængningen, mindsker antallet af porer, og eliminerer risikoen for interkrystallinsk revnedannelse (zinkpenetration). - Nedsæt svejsehastigheden. Vip elektroden langs fugen, så der brændes mest muligt zink bortforan smeltebadet. Dette mindsker antallet af porer og risikoen for interkrystallinske revnedannelser. - Affas den stående plade i T-forbindelse, så der opnås en K- eller 1/2 V-fuge. Dette gælder iøvrigt uanset, om fugefladerne er zinkbelagte eller ej. 12.2 Elektrodevalg. Ved svejsning af T-forbindelser i grove materialer bør man vælge elektroder, som giver lavt siliciumindhold i svejsefugen. Herved mindskes risikoen for interkrystallinsk revnedannelse. Egnede elektrodetyper er angivet i tabel 10. 12.3 Røg. Ved svejsning af ubelagt stål opstår altid røg, som indeholder varierende mængder af bl.a. jernoxid, ozon, brint, kuloxider, nitrogenoxider og fluorider. Ved svejsning af zinkbelagt stål iblandes røgen tillige zinkoxid, som også forekommer ved flammeskæring. Zinkoxid er hvidt, voluminøst og synligt i svejserøgen til forskel fra de tidligere nævnte bestanddele. 12.3.1 Zinkoxidens skadevirkning. Indånding af nydannet zinkoxid kan medføre zinkfeber. Symptomerne ligner influenza og giver feber, kuldegysninger, øget spytdannelse, hovedpine og i svære tilfælde ildebefindende og opkastninger. Zink lagres imidlertid ikke i kroppen på samme måde som f.eks. bly, kadmium og andre tungmetaller, men afsondres med urin og afføring. Symptomerne på zinkfeber forsvinder normalt indenfor nogle timer, og varige følgevirkninger er ikke kendte. 12.3.2 Beskyttelse mod svejserøg. AI svejsning, af såvel ubelagte som belagte materialer, bør ske med god udsugning af svejserøgen, så svejseren ikke udsættes for risikoen for at indånde røg. Svejsning udendørs kan som regel ske uden yderligere foranstaltninger. Manuellysbuesvejsning af zinkbelagt stål er behandlet udførligt i litteraturen (23, 24). Tabel 10. Eksempler på elektroder egnet for svejsning afzinkbelagt stål 33

13. Reparation afskader på zinklaget- rustbeskyttelse afsvejsesteder 14. Punkt- svejsning Som omtalt i afsnit 9, kan det forekomme, at mindre områder er ubelagte efter varmforzinkningen. Om disse pletter skal repareres, må vurderes fra tilfælde til tilfælde. En tommelfingerregel siger, at langstrakte pletter med nogle millimeters bredde kan efterlades ubehandlet, da skaden beskyttes afsine omgivelser. Lokale pletter større end 50 mm 2 kræver dog at blive efterbehandlet. Mekaniske skader, som opstår ved transport og/eller hård behandling, kan også, selvom det er sjældent, blive af sådanne dimensioner, at de bør efterbehandles. Ved svejsning af forzinket stål fordamper en del af belægningen på begge sider af svejsesømmen, og kun et tyndt lag af jernzinklegeringen på det varmforzinkede materiale er tilbage. Dette lag har en dårligere korrosionsbeskyttelse på grund af den ringe lagtykkelse, og selve svejsesømmen er ubelagt. Skaderne i zinklaget, som følge af ovenstående, skal efterbehandles så hurtigt som muligt. Ved svejsning sker dette med fordel, så snart svejseoperationen er udført, og skadestedet er fri for rust og foru reninger og let at behandle. Reparation kan ske på følgende måder. Maling med zinkrig maling. Svejsesteder skal renses for oxider og slaggerester. Hertil kan bruges en stålbørste, hvis afrensningen sker umiddelbart efter, at svejsestedet er afkølet, og inden overfladen anløber. I modsat fald kræves sandblæsning eller slibning for at opnå en metallisk ren overflade. Afrensningen skal ske uden at ødelæge den intakte zinkbelægning. Behovet for rengøring ved andre skader er svært at generalisere. De sorte pletter, der kan forekomme ved varmforzinkning, skyldes ofte en eller anden form for urenhed på overfladen, som rester af glødeskaller, maling, olie, fedt eller lignende. Er skaden ikke så stor, at en total omforzinkning kræves, er det sædvane at anbefale en sandblæsning af pletten, efterfulgt af maling med enten een- eller tokomponent maling. Eenkomponent maling er i praksis den mest foretrukne af denne type maling. Appliceringen bør ske omhyggeligt og til mindst samme tykkelse, som gælder for den tilstødende zinkbelægning. Sprøjteforzinkning. Kravet til rengøring af skadestedet er det samme som for zinkrig maling. De svejsemetoder, der gælder for sort stål, kan også anvendes på forzinket stål. Generelt gælder, at svejsedata som tid, strømstyrke og elektrodetryk øges iforhold til ubelagt stål, de må nemlig vælges, så zinklaget fortrænges fra svejsetedet. Hvis dette ikke sker, får man kun lodning mellem zinkbelægningerne. På grund af zinkens villighed til at legere sig med kobber, må elektroderne renses oftere, end når der svejses i ubelagt stål. Som elektrodemateriale kan anbefales kobber-krom eller kobber-krom-zirkoniumlegeringer. Godt resultat opnås også med kobberelektroder med hårdmetalspidser. Elektrodespidserne bør være kegleformede med en topvinkel på 120-140, og god køling har meget stor indflydelse på elektrodernes levetid. Rigtigt udført punkt- og sømsvejsning behøver normalt ikke ekstra rustbeskyttelse. 34

15. Boltsamling Sammenboltede konstruktioner giver mulighed foren 100% varmforzinket konstruktion med meget lang og vedligeholdelsesfri levetid, og set ud fra et korrosionssynspunkt, uden svage punkter. Ved såvel varmforzinkning som efterfølgende transport opnås meget store fordele, når dette sker med ukomplicerede enkeltkomponenter istedet for svejste "halvfabrikata". Endvidere spares de tidsrøvende reparationer af rustbeskyttelsesbelægninger, som ødelægges ved montagesvejsningerne. De regler, der gælder for styrkeberegning og montering af ubehandlet stål, kan med få undtagelser også anvendes ved varmforzinkede konstruktioner. Til sammenbygning bør selvfølgelig anvendes varmforzinkede bolte, møtrikker, skiver og lasker for at få en ensartet rustbeskyttelse af hele konstruktionen. Skal boltene have større tilspænding, vokses gevind og anlægsflader på de elementer, som skal drejes ved monteringen. 15.3 Hulboring. Ved anvendelse af varmforzinkede bolte skal huldiameteren øges med 0,2 mm. Skal konstruktionen varmforzinkes efter hulboring, øges huldiameteren yderligere med 0,4 mm. 15.4 Montering. Forzinkede bolte i klasse 8.8 spændes med fuld mandkraft med nøglelængde, som angivet i tabel 11, eller maskinelt med moment ifølge samme tabel. For bolte i klasse 4,6 mindskes tabellens værdier til det halve. 15.1 Befæstigelseselementer. Zinklagets middeltykkelse på lagerførte varmforzinkede bolte og møtrikker med gevind under M10 er ca. 40~m, og for M10 og derover ca. 60~m. Møtrikkens gevind er ikke forzinket, men beskyttes af boltens belægning. Befæstigelseselementer op til styrkeklasse 8.8 findes som lagervarer, og 10.9 kan fås på bestilling. Højere styrkeklasser kan ikke varmforzinkes dels på grund af anløbseffekten og dels på grund af interkrystaiiinsk revnedanneise. 15.2 Anlægsflader. Følgende værdier på friktionskoefficienter for forzinkede overflader er gældende: - varmforzinkede overflade 0,15 - varmforzinkede og sandblæste overflader 0,35 - sprøjteforzinkede overflader,50~m 0,3 Varmforzinkede overflader skal være let stålbørstet eller sandblæste, ved sidstnævnte anvendes samme teknik og blæsedata, som angivet i afsnit 11, "Maling af forzinket stål". Tabel 11. Trækarm og moment ved normal tilspænding af forzinket skrue i klasse 8. 8 35

16. Økonomiske synspunkter Alt for ofte er indkøbsprisen den udslagsgivende faktor, når der vælges rustbeskyttelsessystem. Indkøbsprisen som sådan siger dog ikke meget om økonomien, i detvalgte system. Vedligeholdelsesomkostningerne kan for et system være væsentlig højere end for et andet. Især gælder dette, hvis konstruktionen er svært tilgængelig, vedligeholdelsen medfører driftsforstyrrelser, produkter eller maskiner skal afdækkes, eller stilladser skal bygges m.m. At give et almengyldigt svar på, hvad varmforzinkning eller anden overfladebehandling koster, er desværre ikke muligt. Konstruktioner og detaljer varierer i størrelse og form, hvilket bl.a. påvirker håndteringen og dermed prisen. Den aktuelle pris på zink eller anden belægningsmateriale samt partistørrelsen har også stor betydning for prisdannelsen, ligesom transportomkostningerne varierer med afstand og kvantitet, og skal regnes med i totalkalkulen. Varmforzinkningsprisen baseres ofte på godsets vægt, medens prisen på maling normalt beregnes udfra godsets overfladeareai. Relationerne mellem gennemsnitlig godstykkelse og overfladeareal i m 2 /ton fremgår af diagrammet i billede 54. Allerede initialomkostningerne er som regel lavere for varmforzinkning end for maling, se billede 55. Arsagen er enkel; alternativet maling er mere arbejdskrævende end varmforzinkning. Når totalomkostningerne for forskellige rustbeskyttelsessystemer skal sammenlignes, opstår problemer, bl.a. fordi vedligeholdelsesindsatserne kommer på forskellige tidspunkter. Omkostningsniveauet på disse tidspunkter kan også variere. Zinklagets lange levetid, og den mindskede risiko for at småskader skal medføre betydelig nedsat korrosionsbeskyttelse, gør desuden, at varmforzinkning i et langt tidsperspektiv næsten altid viser sig billigere end andre overfladebehandiingsmetoder. Billede 54. Diagram for omregning afgodstykkelse til godsoverflade i m 2 /ton. (H-J Bottcher og IP Kleingarn) Relativ omkostning 150 100 50 15 10 7 5 4 3 2 Stålets tykkelse, mm Billede 55. Forholdet mellem pris (1988) og godstykkelse for et par almindelige malingssystemer og for varmforzinkning. 36

17. Referencer 1. Wranglen, G: Metallers korrosion och ytskydd. Almqvist &Wiksell, Stockholm 1967. 2. Mattsson, E: Elektrokemi och korrosionslara, Bulletin nr. 100, Korrosionsinstitutet, Stockholm 1987. 3. Svendenius, G etal: Korrosion och korrosionsskydd - laromedelsserie, Korrosionsinstitutet, Stockholm 1977. 4. DS/R 454, Dansk Ingeniørforeningsanvisning for korrosionsbeskyttelse afstålkonstruktioner, 1. udg. 1982, 5. SIS Standardiseringskommissionen i Sverige: SIS handbok 160, utgåva 1, Stockholm, November 1986. 6. RuddIe, G E Et al: Analysis of the Distribution and Form of Silicon in the Steel Surface as Related to the Galvanizing Reaction. Proc Sec int ILZRO Galv Seminar. St Louis 9-10 June 1976, ILZRO, New York 1976. 7. Leroy, V et al: Galvanizing of Silicon Containing Steels. Ibid. 8. Hansel G: Thick and Irregular Galvanized Coatings, Proc 13 Int Galv Conf, London 1982. linc Dev Association, London. 9. Bablik, H: Galvanizing (HotDip), E&FN Spon Ltd, London W.C.2, 1950. 10. Horstmann, D: Allgemeine Gesetzmassigkeiten des Einflusses von Eisenbegleitern aufdie Vorgange beim Feuerverzinken. Stahl u Eisen 80 (1960): 22 1531-1540. 11. Horstmann, D: Das Verhalten mikrolegierter Baustahle mit hoherer Festigkeit beim Feuerverzinken. Arch. Eisenhuttenw. 46 (1975): 2, 137-141. 12. Schikorr, G: Atmospheric Corrosion Resistance of line. linc Dev Association, London 1965. 13. Kucera, V & Mattsson, E: Forbattrade zinkskikt for korrosionsskydd av jarn och stål. Bull 78.. Korrosionsinst., Stockholm 1976. 14. Slunder, CJ & Boyd, W K: linc: Its Corrosion Resistance. linc Dev Association, London 1971. 15. Schwenk, W & Friehe, W: Korrosionsverhalten Feuer- und Spritzverzinkter Stahlbleche mit und ohne Schutzanstrich aufdem Seewasserversuchsstand des Vereins Deutscher Eisenhuttenleute in Helgoland. Stahl u. Eisen 92 (1972):21,12 Okt, 1030-1035. 16. Viktor, V' Korrosion hos zink i sotvatten. Varmforzinkningstekniska Konferensen 1962. Nordisk Fozinkningsforening. Stockholm 1963. 17. Wiederholt, W: Korrosionsverhalten von link in Wassern. linkberatung e.v. Dusseldorf 1965. 18. Porter, F C: Varmforzinkat armeringsstål i betong. Nordisk Forzinkningsforening. Stockholm 1971. 19. Sinkilla suojatut betoniraudoitukset. VTT Betonitekniikan laboratorio, projekti. Espoo 1978. 20. Nieth. F: Abriebverhalten von Eisenlink-Legierungsschichten und Reinzinkschichten. Metalloberflache 22 (1968):6, 175-177. 21. van Eijnsbergen, J F H: Moderna enskiktsfargsystem for varmforzinkade stålytor. Varmforzinkningstekniska Konferensen 1974. Nordisk Forzinkningsforening. Stockholm. 22. Handboki Rostskyddsmålning. Bulletin nr. 85, upplaga 2. Korrosionsinstitutet. Stockholm 1984. 23. Bland, J: Welding linc-coated Steel. American Welding Soe. Miami, Florida 1972. 24. Thomas, R: Bågsvetsning af zinkbelagt stål. Nordisk Forzinkningsforening. Stockholm 1974.

ng e