Žiarové pozinkovanie

Žiarové pozinkovanie (HDG)  je tiež často používanou povrchovou úpravou pre oceľový spojovací materiál. Poskytuje veľmi  pevnú a trvanlivu ochranu proti korózii. Žiarové pozinkovanie pre oceľové časti je štandardizované v ISO 1461, ale spojovaciemu materiálu je venovaný štandard ISO 10684. Stručné povedané proces žiarového pozinkovania je pomerne jednoduchý proces pri ktorom sa spojovací materiál  ponorí do kúpeľa roztaveného zinku (normálna teplota  455-480°C, vysoká teplota 530-560°C), aby odstránil prebytočný zinok a schladí sa vo vode pre posilnenie pevnosti zinku. Toto zanecháva relatívne hrubú vrstvu zinku (od 40 do 70 mikrónov) na povrchu produktov v porovnaní s elektrolickým pokovaním (3 až 20 mikrónov).  Matice sa spracuvávajú rovnakým spôsobom, aj keď závit matice ešte nie je formovaný.  Závity matíc musia byť vždy vyrezané až po HDG. To zanecháva vnútorný závit odhalený (nepokrytý zinkom), ale to nemá škodlivé účinky na odolnosť voči korózii ako bude ilustrované na obrázku nižšie.  Proces HDG je doporučovaný a vhodný pre spojovací materiál s priemerovm M8, alebo väčším. 

 

Veľké množstvo zinku poskytuje výbornú odolnosť voči korózii aj vo vonkajšom prostredí, ale nevýhodu tohto je  hrúbka povrchovej vrstvy, ktorá  významne prevyšuje povolenie pre hrúbku závitov a to spôsobuje problém pri všetkom spojovacom materiáli so závitom. 

 

Na vysporiadanie sa s týmto problémom ISO 10684 poskytuje dva riešenia. Obidva zahŕňajú zmeny v rozmeroch klasických závitov u spojovacieho materiálu. 

 

Jedným riešením je systém kde spojovací materiál s externým závitom (skrutky) sú vyrábané s väčšou zásadnou odchýlkou (závit je spravený trochu tenší).  Po zinkovaní budú skrutky sedieť s vnútorným závitom s toleranciou závitu 6H (normálna tolerancia). Tolerancie pre vonkajšie závity pre tento systém sú štandardizované v ISO 965 – 4 ako trieda tolerancie závitov 6az (pred galvanizáciou) a systém je označovaný ako ISO v súlade s HDG systémom. Skrutky sú označené s triedou vlastností s doplnkom  „U“.

 

Ďalším riešením poskytovaným ISO 10684 vyrezať vnútorný závit (matice) o trochu väčšie (nadrozmerné) takže budú sedieť s galvanizovaným vonkajším závitom spojovacieho materiálu (skrutkami) – toto sa nazýva nadrozmerný HDG systém. Matice, ktoré sú väčšie ako limity sú štandardizované v ISO 965 – 5, trieda tolerancie závitov pre nadrozmerne označené matice je označovaná 6AZ. Matice sú označené triedou vlastností  s doplnkom „Z“. 

 

Vyvarujte sa toho, aby ste skombinovali tieto dva systémy, toto by viedlo  k problémom pri montáži (nadrozmerná skrutka s maticou zhodnou s ISO), alebo ku kritickému zníženiu  sily spoja závitov (ISO zhodná skrutka s nadrozmernou maticou). 

Vo všeobecnosti môžeme skonštatovať, že mechanické vlastnosti skrutiek v súlade s ISO 898 – 1 a matíc v súlade s ISO 898-2 nie sú ovplyvnené žiarovým pozinkovaním.  ISO 10684 robí výnimku iba pre priemery M 8 a M 10 (v prílohe A), pre tieto rozmery je zaťažiteľnosť znížená približne o 20 %. Pozrite sa do EN 10684 ak chcete  vedieť podrobnosti.

 

Samozrejme, pre stále veľmi používané maticie podľa  DIN 934, HDG je vykonávané podľa DIN 267-10 (zastaraná) a tento štandard povoľuje redukciu zaťažiteľnosti pre všetok  spojovací materál s HDG.  Zaťažiteľnosť kombinácií matíc/skrutiek s maticami podľa DIN 934 je zredukovaná v priemere o 5% pre najväčšiu veľkosť M36 a táto hodnota postupne stúpa až na 20 % pre najmenšiu veľkosť M6. Pre ďalšie špecifické hodnoty prosím pozrite DIN 267-10.  Vzhľadom na odchýlky tolerancie závitov môže byť závit skrutky ponechaný pri minimálnej medznej ťahovej záťaži.  

Keď je povrchová úprava vystavená atmosfére  vytvára sa vrstva produktov korózie (zinková patina), ktorá pozostáva hlavne z uhličitanu zinočnatého, ktorý, pretože je takmer nerozpustný, odďaluje ďalšiu koróziu.  Keď galvanizovaná oceľ zostáva v mokrom prostredí dlhšie časové obdobie a je tam  nedostatočná cirkulácia vzduchu môže sa objaviť biely produkt  korózie zinku „biela hrdza“ , ktoré môžu byť menej vhodné z dôvodu estetiky, alebo maľovania.  Tvorba bielej hrdza môže byť potlačená vhodným skladovaním a balením, ak je to potrebné olejovaním zinku, alebo jeho pasiváciou v kyseline chrómovej. 

Čas počas ktorého zostáva oceľ chránená pred koróziou je proporcionálna s hrúbkou zinkovej vrstvy a závisí od klimatických podmienok ako je ukázané v grafe nižšie. Vo všeobecnosti obdobie počas ktorého zinková vrstva ponúka ochranu je interpretovaná ako čas od momentu vystavenia až do momentu základnej korózie kovu „červenej hrdze“ a môžeme ho vidieť na viac ako 5% povrchu.

 

Odolnosť voči korózii pod vlyvom klimatických podmienok:

C2 – Kontinentálne podnebie

C3 – Podnebie vo veľkých mestách

C4 – Mierna  priemyselná, alebo pobrežná klíma 

C5 – Agresívna priemyselná klíma 

Táto grafika môže byť použitá iba na hrubé odhady kvôli nepredvídateľným miestnym vplyvom.

V prípade, že je zinkový povrch odretý a poškriabaný, zinková vrstva sa bude snažiť pokryť zničené miesto pri normálnom atmosférickom prostredí.  

 

Pretože zinok je menej ušľachtilý ako železo (oceľ), zinok sa rozpustí skôr chrániac oceľ proti hrdzaveniu kým sa všetok zinok nerozpustí.  

 

V miestach kde sú medzery v zinkovej vrstve  od 1,5 do 2 mm na holom povrchu do  10 mm2 oceľ zostáva chránená pomocou elektrochemického procesu, ktorý je nazývaný  ”katódové premostenie“. Zinok poskytuje obetnú ochranu a nechránené oblasti budú pokryté vytvorenými soľami zinku.  Dobrým príkladom tohto fenoménu sú závity žiarovo zinkovaných matíc, ktoré sú vyrezávané až po galvanizácii. Zinková vrstva na závite skrutky úplne vezme pod ochranu závit matice bez povrchovej úpravy. Ďalšou dôležitou výhodou katódového premostenia je, že žiadna korózia nemôže nastať  pod zinkovou vrstvou. 

 

Schématické znázornenie “Katódového premostenia”:

Takzvaný duplex systém je kombináciou žiarového pozinkovania a maľovania . To môže ponúknuť dobré riešenie vo veľmi agresívnom prostredí (napr. blízko mora, alebo v kyslom prostredí) keď je údržbu a opravy prakticky nemožné vykonať, alebo keď je požadovaná špeciálna farba. Tento systém môže ponúknuť  1,5 – 2,5 násobne dlhšiu ochranu ako súčet obidvoch týchto systémov realizovaných samostatne. Keď je povrch správne odmastený, žiarové zinkovanie ponúka dobrú priľnavosť pre veľa typov náterov.