Galvanisering – metoder og omkostninger sammenlignet

Hvad er galvanisering?

Galvanisering er en form for overfladebehandling, der beskytter stål særlig godt mod korrosion. Ved galvanisering påføres et tyndt zinklag direkte på metallet ved hjælp af forskellige metoder.

Hvilke fordele har galvanisering frem for lakering?

Mens almindelige belægninger som maling eller pulverlakering beskytter en komponent ved at forhindre en reaktion med ilt (oxidation), giver galvanisering desuden en katodisk korrosionsbeskyttelse. Dermed er stålet også ved mindre skader som ridser, snit, boringer eller på kanter stadig beskyttet mod korrosion.

Galvaniseret stål kan uden problemer udsættes for vejr og vind i mange år, og selv små skader har ingen indflydelse på stålets stabilitet. Ved lakerede komponenter skal skader derimod udbedres for at undgå gennemrustning.

Hvad forstår man ved katodisk korrosionsbeskyttelse?

Zinken i belægningen er mere uædel end stålkonstruktionen nedenunder. Zinklaget virker derfor som en såkaldt offeranode, der oxiderer først. Det betyder, at stålkonstruktionen nedenunder er beskyttet mod korrosion, indtil zinklaget er opbrugt. Denne beskyttelse består også ved skader på overfladen og holder meget længe.

Kan galvaniserede komponenter ruste?

Galvanisering giver en meget god korrosionsbeskyttelse, men alligevel kan der med tiden opstå rust. Ved brug af galvaniserede komponenter skal du derfor være opmærksom på følgende punkter:

• For at undgå korrosion bør større overfladeskader efterbehandles. Til det kan man bruge zinkstøvmaling.
• Komponenternes omgivelser har indflydelse på zinklagets levetid. Fugt eller salte øger ledningsevnen og fremmer korrosion. Det skal man især være opmærksom på i kystområder.
• Kontaktkorrosion fremmes ligeledes af en højere ledningsevne i omgivelserne. For at undgå kontaktkorrosion skal man ved valget af forbindelseselementer og ved brug af forskellige materialer være opmærksom på det elektrokemiske potentiale. Problematisk er blandt andet forbindelsen med kobber eller rustfrit stål. Her spiller også massen af zinklaget som offeranode en rolle. Skruer af rustfrit stål til fastgørelse af en galvaniseret plade er som regel uproblematiske, men fastgør man derimod en plade af rustfrit stål med en galvaniseret skrue, opstår der korrosion.

Flere detaljer om fagligt korrekt galvanisering og håndtering af galvaniserede stålkonstruktioner finder du i de standarder, der er anført i slutningen af teksten.

Hvilke metoder til galvanisering findes der?

Varmforzinkning

Ved varmforzinkning dyppes stålkonstruktionen eller komponenterne i et bad af flydende zink. Zinkens temperatur ligger på ca. 450 °C. Zinklagets tykkelse ligger mellem 50 og 150 mikrometer. I kontinuerlige båndgalvaniseringsanlæg, som f.eks. bruges til galvanisering af stålplader eller rør, fremstilles der også betydeligt tyndere zinklag.

Store komponenter dyppes enkeltvis ophængt i zinkbadet. Små komponenter centrifugegalvaniseres. Her dyppes komponenterne i kurve ned i zinkbadet, hvorefter den overskydende zink fjernes i en centrifuge.

Hvordan varmforzinkning fungerer, kan du se i den forklarende video om varmforzinkning fra Institut für Feuerverzinken.

Hvad skal man være opmærksom på ved varmforzinkning?

Før varmforzinkning skal komponenterne forberedes fagligt korrekt. Det skal sikres, at den flydende zink når ud til alle steder på komponenten og også kan løbe af igen. Til det formål bores der indløbs- og udluftningshuller. Komponenterne skal desuden være rene før galvaniseringen. Lak, olie og andre rester skal fjernes fuldstændigt. Rengøringen kan også udføres hos galvaniseringsvirksomheden.

Opvarmningen kan føre til deformationer. Det er især problematisk ved svejste komponenter samt ved tyndvæggede plader og plader med store flader. Snævre tolerancer skal derfor efterbearbejdes. Gevind skal genskæres efter galvaniseringen.

Ved varmforzinkning dyppes delene i et bad af flydende zink. Det er helt normalt, at zinklagets tykkelse ikke er ens overalt. Overfladen kan ikke sammenlignes med en lakeret overflade. Der kan opstå procesbetingede fejlsteder, som skal accepteres i henhold til standarden EN ISO 1461. Især skarpe kanter og fordybninger er problematiske.

Varmforzinkede komponenter kan efterfølgende også pulverlakeres eller lakeres. For at opnå en god overfladekvalitet skal de forbehandles efter galvaniseringen. Ved finpudsning fjernes fejlsteder, og overfladen udjævnes. For at lakken kan hæfte på zinklaget, skal overfladen behandles kemisk.

Hvor finder man udbydere af varmforzinkning?

I fortegnelsen Stahlbau-Lieferant.de finder du nogle udbydere af varmforzinkning fra Østrig og Østeuropa. En liste over varmforzinkningsvirksomheder fra Tyskland finder du hos Industrieverband Feuerverzinken. For at holde transportomkostningerne til galvaniseringen nede anbefales det at vælge en galvaniseringsvirksomhed i nærheden af leverandøren eller i nærheden af kunden.

Elektrolytisk forzinkning

Ved elektrolytisk forzinkning dyppes komponenterne ikke i smeltet zink, men i et elektrolytbad. Stålkonstruktionen eller komponenterne fungerer ved elektrolytisk forzinkning som katode. Som anode fungerer en elektrode af ren zink. Når der påføres en spænding, aflejres et zinklag på stålkonstruktionen.

Tykkelsen af dette zinklag kan styres via procesvarigheden. Zinklaget bliver dog ikke lige tykt overalt. Som regel opnår man på denne måde lagtykkelser mellem 5 og 40 mikrometer, betydeligt mindre end ved varmforzinkning.

Korrosionsbeskyttelsen ved elektrolytisk forzinkning er derfor grundlæggende dårligere end ved varmforzinkning, men metoden har også mange fordele.

Hvad er forskellene mellem elektrolytisk forzinkning og varmforzinkning?

• På grund af zinklagets ringe tykkelse er komponenternes målnøjagtighed bedre ved elektrolytisk forzinkning end ved varmforzinkning.
• Gevind skal ikke efterbearbejdes ved elektrolytisk forzinkning.
• Elektrolytisk forzinkning kan også anvendes til temperaturfølsomme emner. Ved varmforzinkning ville de blive deformeret af varmepåvirkningen.
• For yderligere at forbedre korrosionsbeskyttelsen kan komponenterne også chromateres eller pulverlakeres.

Varmforzinkning giver en betydeligt bedre korrosionsbeskyttelse end elektrolytisk forzinkning. Når det drejer sig om korrosionsbestandigheden for enkle komponenter, er varmforzinkning det bedste valg. Skal komponenterne være præcise eller have en så ensartet overflade som muligt, er elektrolytisk forzinkning bedre egnet. Ved komponenter, der har en stærk tendens til at slå sig, er elektrolytisk forzinkning ligeledes en fordel.

Zinksprøjtning

Ved zinksprøjtning smeltes zinktråd og påføres emnet med trykluft, ligesom ved lakering. Lagtykkelserne svarer til dem ved varmforzinkning og ligger mellem 80 og 150 mikrometer. Afgørende ulemper er, at metoden ikke kan anvendes i hulrum, og at arbejdsindsatsen er forholdsvis stor. Til gengæld kan zinksprøjtning også anvendes på komponenter, der ikke er egnede til varmforzinkning, og den kan også udføres direkte på byggepladser. Zinksprøjtning kræver ingen tørretid, fordi zinken størkner med det samme.

Ved varmforzinkning afhænger komponenternes størrelse af zinkbadets dimensioner. Mange galvaniseringsvirksomheder kan kun galvanisere komponenter med en længde på op til 8 m, nogle også op til 15 m. Med zinksprøjtning kan man også belægge komponenter, der er for store til varmforzinkning.

Lagtykkelsen kan ved zinksprøjtning tilpasses individuelt. En komponent kan have en større lagtykkelse på vigtige steder.

Hvad koster galvanisering i 2023?

Omkostningerne til galvanisering afhænger af den pågældende metode. Grundlæggende skal man i industrien for komponenter af profiler eller rør regne med omkostninger på 0,25 – 0,6 € pr. kg færdig stålkonstruktion. Galvanisering af mindre komponenter er betydeligt dyrere. Private brugere med små mængder må ligeledes regne med betydeligt højere priser.

Ved tyndvæggede komponenter som plader afhænger prisen også af geometrien. Et mere præcist omkostningsoverslag finder du under de enkelte metoder.

Dertil kommer transportomkostninger og omkostninger til for- og efterbehandling af komponenterne.

Sammenlignet med alternative materialer og metoder er galvanisering meget attraktiv på lang sigt. Galvaniserede komponenter koster mindre end komponenter af rustfrit stål, og korrosionsbeskyttelsen ved galvanisering er højere end ved lakerede komponenter. Især til udendørs anvendelser er galvanisering på lang sigt ofte det billigste alternativ. I denne artikel finder du også eksempler på prisen pr. kg stålkonstruktion for forskellige komponenter.

Omkostninger til varmforzinkning

Omkostningerne til varmforzinkning afhænger af ordrevolumen samt komponenternes størrelse og kompleksitet. Desuden afhænger priserne for galvanisering stærkt af energiomkostningerne og zinkprisen. Aktuelt er zinkprisen meget høj, hvorfor mange galvaniseringsvirksomheder måtte hæve priserne i 2022.

Priserne for varmforzinkning af meget tunge stålkonstruktioner starter ved ca. 0,40 €/kg. For lette stålkonstruktioner i industrien koster et kilogram varmforzinkning ca. 0,60 €. Centrifugegalvanisering af mindre komponenter under 3 kg koster for industrikunder ca. 1,30 €/kg.

Ved små mængder for privatkunder må man regne med priser på over 1 €/kg.

For finpudsning må man regne med ekstra omkostninger på 0,20 – 0,30 €/kg.

Omkostninger til zinksprøjtning

Omkostningerne til zinksprøjtning udgør ca. 10-12 €/m². Dertil kommer omkostninger til den forudgående sandblæsning. De afhænger meget af overfladens beskaffenhed og komponentens geometri. Desuden skal komponenterne efter zinksprøjtningen belægges eller lakeres yderligere. Arbejdsindsatsen ved zinksprøjtning er meget stor, derfor er lønomkostningerne en afgørende faktor ved zinksprøjtning.

Omkostninger til elektrolytisk forzinkning

Omkostningerne til elektrolytisk forzinkning afhænger især af lagtykkelsen og starter ved omkring 0,25 €/kg. I mange anvendelsestilfælde er elektrolytisk forzinkning billigere end varmforzinkning. Ved samme lagtykkelse er elektrolytisk forzinkning dog meget dyrere end varmforzinkning.

Er galvanisering billigere i udlandet?

I modsætning til svejsearbejde er omkostningerne til galvanisering i udlandet som regel ikke lavere end i Vesteuropa, så lakerede konstruktioner i disse lande er betydeligt billigere end galvaniserede konstruktioner. I Vesteuropa er det omvendt; her koster galvaniserede stålkomponenter som regel mindre end lakerede.

Galvaniser selv komponenter

Byg selv et galvaniseringsanlæg

Til hobbybrug og til små dele som smykker findes der gør-det-selv-sæt til elektrolytisk forzinkning derhjemme. De bruges normalt til forsølvning eller forgyldning, men med de rette elektrolytter og en egnet zinkanode er de også velegnede til forzinkning. Ud over galvaniseringsbade findes der også enklere håndholdte galvaniseringsapparater.

Zinkstøvmaling eller flydende zink

Zinkstøvmaling og flydende zink er enkle muligheder for efterfølgende at påføre eller reparere en katodisk korrosionsbeskyttelse. Der er tale om en grunder, som indeholder fine zinkpartikler. Dette zinkstøv sørger for de korrosionshæmmende egenskaber. De findes både til påstrygning og som praktiske zinksprays. Ved sprays skal man være opmærksom på, at zinklaget er tyndere.

Videre læsning om galvanisering af stål:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4. udgave 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Kilder

• DIN EN ISO 1461 – Varmforzinkede belægninger på fremstillede jern- og ståldele (stykgalvanisering) – Krav
  og prøvning – og tilhørende tillæg 1
• DIN EN ISO 14713 – Beskyttelse af jern- og stålkonstruktioner mod korrosion – Zink- og aluminiumbelægninger –
  Vejledning
• DIN EN 2063 – Thermal spraying – Metallic and other inorganic coatings – Zinc, aluminium and their alloys (ISO 2063:2005)
• COST EFFECTIVE GALVANISING IN REMOTE AREAS – Mr. Stuart Anthony McInally – University of Queensland 2013
• Wikipedia

Om forfatteren