Verzinken – processen en kosten vergeleken

Wat is verzinken?

Verzinken is een vorm van oppervlaktecoating die staal bijzonder goed tegen corrosie beschermt. Bij het verzinken wordt met verschillende processen een dunne zinklaag direct op het metaal aangebracht.

Welke voordelen biedt verzinken ten opzichte van lakken?

Terwijl gewone coatings zoals lak- of poedercoatings een onderdeel beschermen door een reactie met zuurstof (oxidatie) te voorkomen, biedt verzinken bovendien kathodische corrosiebescherming. Daardoor is het staal ook bij kleinere beschadigingen zoals krassen, sneden, boringen of aan randen nog tegen corrosie beschermd.

Verzinkt staal kan vele jaren probleemloos aan weer en wind worden blootgesteld en zelfs kleine beschadigingen hebben geen invloed op de stabiliteit van het staal. Bij gelakte onderdelen moeten beschadigingen daarentegen worden bijgewerkt om doorroesten te voorkomen.

Wat wordt verstaan onder kathodische corrosiebescherming?

Het zink van de coating is onedeler dan de onderliggende staalconstructie. De zinklaag werkt daarom als zogeheten opofferingsanode, die als eerste oxideert. Dit zorgt ervoor dat de onderliggende staalconstructie zo lang tegen corrosie beschermd is tot de zinklaag verbruikt is. Deze bescherming blijft ook bij beschadigingen van het oppervlak bestaan en houdt zeer lang aan.

Kunnen verzinkte onderdelen roesten?

Verzinking biedt een zeer goede corrosiebescherming, toch kan na verloop van tijd roest optreden. Daarbij moet u bij het gebruik van verzinkte onderdelen op de volgende punten letten:

• Om corrosie te voorkomen, moeten grotere oppervlaktebeschadigingen worden bijgewerkt. Daarvoor kan zinkstofverf worden gebruikt.
• De omgeving van de onderdelen heeft invloed op de levensduur van de zinklaag. Vocht of zouten verhogen de geleidbaarheid en bevorderen corrosie. Daar moet vooral in kustgebieden op worden gelet.
• Contactcorrosie wordt eveneens bevorderd door een hogere geleidbaarheid van de omgeving. Om contactcorrosie te voorkomen, moet bij de keuze van de bevestigingsmiddelen en bij gebruik van verschillende materialen op de elektrochemische potentiaal worden gelet. Problematisch is onder meer de verbinding met koper of roestvast staal. Daarbij speelt ook de massa van de zinklaag als opofferingsanode een rol. RVS-schroeven voor de bevestiging van een verzinkte plaat zijn doorgaans geen probleem, bevestigt men echter een RVS-plaat met een verzinkte schroef, dan ontstaat corrosie.

Meer details over vakkundig verzinken en de omgang met verzinkte staalconstructies vindt u in de normen die aan het einde van de tekst zijn vermeld.

Welke processen voor verzinken zijn er?

Thermisch verzinken

Bij thermisch verzinken worden de staalconstructie of de onderdelen in een bad van vloeibaar zink gedompeld. De temperatuur van het zink ligt daarbij op ca. 450 °C. De zinklaagdiktes liggen daarbij tussen 50 en 150 micrometer. In continue bandverzinkingsinstallaties, zoals die bijvoorbeeld voor het verzinken van staalplaten of buizen worden gebruikt, worden ook aanzienlijk dunnere zinklagen aangebracht.

Grote onderdelen worden afzonderlijk opgehangen in het zinkbad gedompeld. Kleine onderdelen worden centrifugaal verzinkt. Daarbij worden de onderdelen in korven in het zinkbad gedompeld en vervolgens wordt in een centrifuge het overtollige zink afgescheiden.

Hoe thermisch verzinken werkt, ziet u in de uitlegvideo hiernaast over thermisch verzinken van het Institut für Feuerverzinken.

Waar moet u bij thermisch verzinken op letten?

Voor het thermisch verzinken moeten de onderdelen vakkundig worden voorbereid. Er moet worden gewaarborgd dat het vloeibare zink alle plaatsen van het onderdeel bereikt en ook weer kan wegvloeien. Daarvoor worden toevoer- en ontluchtingsopeningen geboord. De onderdelen moeten vóór het verzinken bovendien schoon zijn. Lak, olie en andere resten moeten volledig worden verwijderd. De reiniging kan ook bij de verzinkerij worden uitgevoerd.

Door de verhitting kunnen vervormingen optreden. Dat is vooral bij gelaste onderdelen en bij dunwandige platen met een groot oppervlak problematisch. Nauwe toleranties moeten daarom worden nabewerkt. Schroefdraad moet na het verzinken worden nagesneden.

Bij thermisch verzinken worden de delen in een bad van vloeibaar zink gedompeld. Het is volkomen normaal dat de zinklaagdikte niet overal gelijk is. Het oppervlak is niet te vergelijken met een gelakt oppervlak. Procesgebonden kunnen er onvolkomenheden optreden die volgens de norm EN ISO 1461 te tolereren zijn. Vooral scherpe randen en verdiepingen zijn problematisch.

Thermisch verzinkte onderdelen kunnen daarna ook worden gepoedercoat of gelakt. Om een goede oppervlaktekwaliteit te krijgen, moeten ze na het verzinken worden nabehandeld. Door fijn verschuren worden onvolkomenheden verwijderd en wordt het oppervlak geëgaliseerd. Om de lak op de zinklaag te laten hechten, moet het oppervlak chemisch worden behandeld.

Waar vindt u aanbieders voor thermisch verzinken?

In de gids Stahlbau-Lieferant.de vindt u enkele aanbieders voor thermisch verzinken uit Oostenrijk en Oost-Europa. Een lijst van thermische verzinkerijen uit Duitsland vindt u bij de Industrieverband Feuerverzinken. Om de transportkosten voor het verzinken laag te houden, is het raadzaam een verzinkerij in de buurt van de leverancier of in de buurt van de klant te kiezen.

Galvanisch verzinken

Bij galvanisch verzinken worden de onderdelen niet in gesmolten zink gedompeld, maar in een elektrolytbad. De staalconstructie of de onderdelen dienen bij galvanisch verzinken als kathode. Als anode dient een elektrode van zuiver zink. Door het aanleggen van een spanning zet zich een zinklaag af op de staalconstructie.

De dikte van deze zinklaag kan worden gestuurd via de duur van het proces. De zinklaag wordt echter niet overal even dik. Doorgaans bereikt men zo laagdiktes tussen 5 en 40 micrometer, aanzienlijk minder dan bij thermisch verzinken.

De corrosiebescherming door galvanisch verzinken is daarom in principe minder goed dan bij thermisch verzinken, maar het proces biedt ook veel voordelen.

Wat zijn de verschillen tussen galvanisch verzinken en thermisch verzinken?

• Door de geringe dikte van de zinklaag is de maatnauwkeurigheid van de onderdelen bij galvanisch verzinken beter dan bij thermisch verzinken.
• Schroefdraad hoeft bij galvanisch verzinken niet te worden nabewerkt.
• Galvanisch verzinken kan ook worden toegepast bij temperatuurgevoelige werkstukken. Bij thermisch verzinken zouden deze door de warmte vervormen.
• Om de corrosiebescherming verder te verbeteren, kunnen de onderdelen nog worden gechromateerd of gepoedercoat.

Thermisch verzinken biedt een aanzienlijk betere corrosiebescherming dan galvanisch verzinken. Gaat het om de corrosiebestendigheid van eenvoudige onderdelen, dan is thermisch verzinken de beste keuze. Moeten de onderdelen nauwkeurig zijn of een zo gelijkmatig mogelijk oppervlak hebben, dan is galvanisch verzinken beter geschikt. Bij onderdelen die sterk tot kromtrekken neigen, is galvanisch verzinken eveneens voordelig.

Metalliseren (zinkspuiten)

Bij metalliseren wordt zinkdraad gesmolten en, net als bij lakken, met perslucht op het werkstuk aangebracht. De laagdiktes zijn vergelijkbaar met die van thermisch verzinken en liggen tussen 80 en 150 micrometer. Doorslaggevende nadelen zijn dat het niet in holle ruimten kan worden toegepast en dat de arbeidsinzet relatief hoog is. Daar staat tegenover dat metalliseren ook kan worden toegepast bij onderdelen die niet geschikt zijn voor thermisch verzinken en dat het ook direct op de bouwplaats kan worden uitgevoerd. Metalliseren vereist geen droogtijden, omdat het zink direct stolt.

Bij thermisch verzinken is de grootte van de onderdelen afhankelijk van de afmetingen van het zinkbad. Veel verzinkerijen kunnen slechts onderdelen tot 8 m lengte verzinken, sommige ook tot 15 m. Met metalliseren kunnen ook onderdelen worden gecoat die te groot zijn voor thermisch verzinken.

De laagdikte kan bij metalliseren individueel worden aangepast. Een onderdeel kan op belangrijke plaatsen een grotere laagdikte krijgen.

Wat kost verzinken in 2023?

De kosten voor het verzinken zijn afhankelijk van het betreffende proces. In de industriële praktijk moet u bij onderdelen van profielen of buizen in principe rekenen met kosten van 0,25 – 0,6 € per kg afgewerkte staalconstructie. Het verzinken van kleinere onderdelen is aanzienlijk duurder. Particulieren met kleine hoeveelheden moeten eveneens rekening houden met aanzienlijk hogere prijzen.

Bij dunwandige onderdelen zoals platen hangt de prijs ook af van de geometrie. Een nauwkeurigere kosteninschatting vindt u bij de afzonderlijke processen.

Daarbij komen nog transportkosten en kosten voor de voor- en nabehandeling van de onderdelen.

In vergelijking met alternatieve materialen en processen is verzinken op lange termijn zeer aantrekkelijk. Verzinkte onderdelen kosten minder dan onderdelen van roestvast staal en de corrosiebescherming door verzinken is hoger dan bij gelakte onderdelen. Speciaal voor toepassingen in de buitenlucht is verzinken op lange termijn vaak het voordeligste alternatief. In dit artikel vindt u ook voorbeelden van de prijs per kg staalconstructie voor verschillende onderdelen.

Kosten voor thermisch verzinken

De kosten voor thermisch verzinken hangen af van het ordervolume en van de grootte en complexiteit van de onderdelen. Bovendien zijn de prijzen voor het verzinken sterk afhankelijk van de energiekosten en de zinkprijs. Momenteel is de zinkprijs zeer hoog, waardoor veel verzinkerijen in 2022 hun prijzen moesten verhogen.

De prijzen voor thermisch verzinken van zeer zware staalconstructies beginnen bij ca. 0,40 €/kg. Voor lichte staalbouw in de industriële praktijk kost een kilogram thermisch verzinken ca. 0,60 €. Centrifugaal verzinken voor kleinere onderdelen onder 3 kg kost voor industriële klanten ca. 1,30 €/kg.

Bij kleine hoeveelheden voor particuliere klanten moet u rekenen met prijzen van meer dan 1 €/kg.

Voor het fijn verschuren moet u rekenen met extra kosten van 0,20 – 0,30 €/kg.

Kosten voor metalliseren

De kosten voor metalliseren bedragen ca. 10-12 €/m². Daarbij komen nog de kosten voor het voorafgaande zandstralen. Deze hangen zeer sterk af van de toestand van het oppervlak en de geometrie van het onderdeel. Verder moeten de onderdelen na het metalliseren nog verder worden gecoat of gelakt. De arbeidsinzet bij metalliseren is zeer hoog, daarom zijn de loonkosten een doorslaggevende factor bij metalliseren.

Kosten voor galvanisch verzinken

De kosten voor galvanisch verzinken hangen vooral af van de laagdikte en beginnen bij ongeveer 0,25 €/kg. In veel toepassingen is galvanisch verzinken goedkoper dan thermisch verzinken. Bij gelijke laagdikte is galvanisch verzinken echter veel duurder dan thermisch verzinken.

Is verzinken in het buitenland goedkoper?

In tegenstelling tot laswerkzaamheden zijn de kosten voor het verzinken in het buitenland doorgaans niet lager dan in West-Europa, zodat in die landen gelakte constructies aanzienlijk goedkoper zijn dan verzinkte constructies. In West-Europa is het omgekeerd: hier kosten verzinkte staalbouwdelen meestal minder dan gelakte.

Onderdelen zelf verzinken

Zelf galvaniseerinstallaties bouwen

Voor hobbydoeleinden en voor kleine onderdelen zoals sieraden zijn er doe-het-zelfsets voor galvanisch verzinken thuis. Deze worden doorgaans gebruikt voor verzilveren of vergulden, maar met de geschikte elektrolyten en een geschikte zinkanode zijn ze ook geschikt voor verzinken. Naast galvaniseerbaden zijn er ook eenvoudigere handgalvaniseerapparaten.

Zinkstofverf of vloeibaar zink

Zinkstofverf en vloeibaar zink zijn eenvoudige mogelijkheden om achteraf een kathodische corrosiebescherming aan te brengen of te herstellen. Het gaat daarbij om een grondlaag die fijne zinkdeeltjes bevat. Dit zinkstof zorgt voor de corrosiewerende eigenschappen. Ze zijn verkrijgbaar om te kwasten en als praktische zinksprays. Bij sprays moet u er rekening mee houden dat de zinklaag dunner is.

Verdere literatuur over het verzinken van staal:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4e druk 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Bronnen

• DIN EN ISO 1461 – Door thermisch verzinken op staal aangebrachte zinklagen (stukverzinken) – Eisen
  en beproeving – en bijbehorend supplement 1
• DIN EN ISO 14713 – Bescherming van ijzeren en stalen constructies tegen corrosie – Zink- en aluminiumdeklagen –
  Richtlijnen
• 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

Over de auteur