Förzinkning – metoder och kostnader i jämförelse

Vad är förzinkning?

Förzinkning är en form av ytbehandling som skyddar stål särskilt väl mot korrosion. Vid förzinkning läggs ett tunt zinkskikt direkt på metallen med hjälp av olika metoder.

Vilka fördelar har förzinkning jämfört med lackering?

Medan vanliga beläggningar som lackering eller pulverlackering skyddar en komponent genom att förhindra en reaktion med syre (oxidation), ger förzinkning dessutom ett katodiskt korrosionsskydd. Därmed är stålet skyddat mot korrosion även vid mindre skador som repor, snitt, borrhål eller vid kanter.

Förzinkat stål kan utan problem utsättas för väder och vind i många år, och även små skador påverkar inte stålets hållfasthet. På lackerade komponenter måste skador däremot åtgärdas för att undvika genomrostning.

Vad menas med katodiskt korrosionsskydd?

Zinket i beläggningen är oädlare än den underliggande stålkonstruktionen. Zinkskiktet fungerar därför som en så kallad offeranod som oxiderar först. Det gör att den underliggande stålkonstruktionen är skyddad mot korrosion tills zinkskiktet är förbrukat. Detta skydd finns även vid skador på ytan och håller mycket länge.

Kan förzinkade komponenter rosta?

Förzinkning ger ett mycket bra korrosionsskydd, men med tiden kan det ändå uppstå rost. Tänk därför på följande punkter när du använder förzinkade komponenter:

• För att undvika korrosion bör större ytskador åtgärdas i efterhand. Till det kan man använda zinkstoftfärg.
• Komponenternas omgivning påverkar zinkskiktets livslängd. Fukt eller salter ökar ledningsförmågan och gynnar korrosion. Detta är särskilt viktigt att tänka på i kustområden.
• Kontaktkorrosion gynnas också av omgivningens högre ledningsförmåga. För att ingen kontaktkorrosion ska uppstå måste man ta hänsyn till den elektrokemiska potentialen vid valet av fästelement och vid användning av olika material. Problematisk är bland annat förbindelsen med koppar eller rostfritt stål. Här spelar även zinkskiktets massa som offeranod en roll. Skruvar av rostfritt stål för att fästa en förzinkad plåt är i regel oproblematiska, men fäster man en plåt av rostfritt stål med en förzinkad skruv uppstår korrosion.

Fler detaljer om fackmässig förzinkning och hantering av förzinkade stålkonstruktioner hittar du i de standarder som anges i slutet av texten.

Vilka metoder för förzinkning finns det?

Varmförzinkning

Vid varmförzinkning doppas stålkonstruktionen eller komponenterna i ett bad av smält zink. Zinkets temperatur ligger då på cirka 450 °C. Zinkskiktets tjocklek ligger mellan 50 och 150 mikrometer. I kontinuerliga bandförzinkningsanläggningar, som till exempel används för förzinkning av stålplåt eller rör, framställs även betydligt tunnare zinkskikt.

Stora komponenter hängs upp var för sig och doppas i zinkbadet. Små komponenter centrifugalförzinkas. Då doppas komponenterna i korgar i zinkbadet, och därefter avskiljs överskottszinket i en centrifug.

Hur varmförzinkning fungerar ser du i den intilliggande förklaringsvideon om varmförzinkning från Institut für Feuerverzinken.

Vad ska man tänka på vid varmförzinkning?

Inför varmförzinkning måste komponenterna förberedas fackmässigt. Man måste säkerställa att det smälta zinket kommer åt alla delar av komponenten och även kan rinna ut igen. Därför borras inlopps- och avluftningshål. Komponenterna måste dessutom vara rena före förzinkningen. Lack, olja och andra rester måste avlägsnas helt. Rengöringen kan också utföras hos förzinkningsföretaget.

Uppvärmningen kan leda till deformationer. Det är framför allt problematiskt vid svetsade komponenter samt vid tunnväggiga plåtar med stor yta. Snäva toleranser måste därför efterbearbetas. Gängor måste gängas om efter förzinkningen.

Vid varmförzinkning doppas delarna i ett bad av smält zink. Det är helt normalt att zinkskiktets tjocklek inte är densamma överallt. Ytan går inte att jämföra med en lackerad yta. Processbetingat kan det uppstå defekter som enligt standarden EN ISO 1461 ska tolereras. Särskilt skarpa kanter och fördjupningar är problematiska.

Varmförzinkade komponenter kan därefter även pulverlackeras eller lackeras. För att få en bra ytkvalitet måste de bearbetas efter förzinkningen. Genom finputsning avlägsnas defekter och ytan jämnas ut. För att lacken ska fästa på zinkskiktet måste ytan behandlas kemiskt.

Var hittar man leverantörer av varmförzinkning?

I katalogen Stahlbau-Lieferant.de hittar du några leverantörer av varmförzinkning från Österrike och Östeuropa. En lista över varmförzinkningsföretag i Tyskland hittar du hos Industrieverband Feuerverzinken. För att hålla transportkostnaderna för förzinkningen låga rekommenderas att välja ett förzinkningsföretag i närheten av leverantören eller kunden.

Elförzinkning

Vid elförzinkning doppas komponenterna inte i smält zink utan i ett elektrolytbad. Stålkonstruktionen eller komponenterna fungerar vid elförzinkning som katod. Som anod används en elektrod av rent zink. När en spänning läggs på avsätts ett zinkskikt på stålkonstruktionen.

Zinkskiktets tjocklek kan styras via processens längd. Zinkskiktet blir dock inte lika tjockt överallt. I regel uppnår man skikttjocklekar mellan 5 och 40 mikrometer, betydligt mindre än vid varmförzinkning.

Korrosionsskyddet vid elförzinkning är därför i grunden sämre än vid varmförzinkning, men metoden har också många fördelar.

Vilka är skillnaderna mellan elförzinkning och varmförzinkning?

• Tack vare zinkskiktets ringa tjocklek är komponenternas måttnoggrannhet bättre vid elförzinkning än vid varmförzinkning.
• Gängor behöver inte efterbearbetas vid elförzinkning.
• Elförzinkning kan även användas för temperaturkänsliga arbetsstycken. Vid varmförzinkning skulle dessa slå sig på grund av värmen.
• För att ytterligare förbättra korrosionsskyddet kan komponenterna även kromateras eller pulverlackeras.

Varmförzinkning ger ett betydligt bättre korrosionsskydd än elförzinkning. När det gäller korrosionsbeständigheten hos enkla komponenter är varmförzinkning det bästa valet. Ska komponenterna vara precisa eller ha en så jämn yta som möjligt är elförzinkning bättre lämpad. För komponenter som har stor benägenhet att slå sig är elförzinkning också fördelaktig.

Sprutförzinkning

Vid sprutförzinkning smälts zinktråd och sprutas med tryckluft på arbetsstycket, ungefär som vid lackering. Skikttjocklekarna liknar dem vid varmförzinkning och ligger mellan 80 och 150 mikrometer. Avgörande nackdelar är att metoden inte kan användas i hålrum och att arbetsinsatsen är jämförelsevis stor. Däremot kan sprutförzinkning även användas för komponenter som inte lämpar sig för varmförzinkning, och den kan också utföras direkt på byggarbetsplatsen. Sprutförzinkning kräver ingen torktid eftersom zinket stelnar omedelbart.

Vid varmförzinkning begränsas komponenternas storlek av zinkbadets mått. Många förzinkningsföretag kan bara förzinka komponenter upp till 8 m längd, en del även upp till 15 m. Med sprutförzinkning kan även komponenter beläggas som är för stora för varmförzinkning.

Skikttjockleken kan anpassas individuellt vid sprutförzinkning. En komponent kan ha ett tjockare skikt på viktiga ställen.

Vad kostar förzinkning 2023?

Kostnaderna för förzinkning beror på respektive metod. I industriell miljö får man för komponenter av profiler eller rör i regel räkna med kostnader på 0,25–0,6 € per kg färdig stålkonstruktion. Förzinkning av mindre komponenter är betydligt dyrare. Privatpersoner med små volymer får också räkna med betydligt högre priser.

För tunnväggiga komponenter som plåtar beror priset även på geometrin. En mer exakt uppskattning av kostnaderna hittar du under respektive metod.

Till detta kommer transportkostnader och kostnader för för- och efterbehandling av komponenterna.

Jämfört med alternativa material och metoder är förzinkning mycket attraktiv på lång sikt. Förzinkade komponenter kostar mindre än komponenter av rostfritt stål, och korrosionsskyddet genom förzinkning är högre än för lackerade komponenter. Särskilt för utomhusbruk är förzinkning på lång sikt ofta det billigaste alternativet. I den här artikeln hittar du också exempel på priset per kg stålkonstruktion för olika komponenter.

Kostnader för varmförzinkning

Kostnaderna för varmförzinkning beror på ordervolymen samt komponenternas storlek och komplexitet. Dessutom är priserna för förzinkning starkt beroende av energikostnaderna och zinkpriset. Zinkpriset är för närvarande mycket högt, vilket är anledningen till att många förzinkningsföretag var tvungna att höja priserna 2022.

Priserna för varmförzinkning av mycket tunga stålkonstruktioner börjar på cirka 0,40 €/kg. För lätta stålkonstruktioner i industriell miljö kostar varmförzinkning cirka 0,60 € per kilogram. Centrifugalförzinkning av mindre komponenter under 3 kg kostar för industrikunder cirka 1,30 €/kg.

Vid små volymer för privatkunder får man räkna med priser på mer än 1 €/kg.

För finputsning tillkommer kostnader på 0,20–0,30 €/kg.

Kostnader för sprutförzinkning

Kostnaderna för sprutförzinkning uppgår till cirka 10–12 €/m². Till detta kommer kostnader för den föregående blästringen. De beror mycket på ytans beskaffenhet och komponentens geometri. Dessutom måste komponenterna efter sprutförzinkningen beläggas eller lackeras ytterligare. Arbetsinsatsen vid sprutförzinkning är mycket stor, därför är lönekostnaderna en avgörande faktor vid sprutförzinkning.

Kostnader för elförzinkning

Kostnaderna för elförzinkning beror framför allt på skikttjockleken och börjar på cirka 0,25 €/kg. I många tillämpningar är elförzinkning billigare än varmförzinkning. Vid samma skikttjocklek är elförzinkning dock mycket dyrare än varmförzinkning.

Är förzinkning billigare utomlands?

Till skillnad från svetsarbeten är kostnaderna för förzinkning utomlands i regel inte lägre än i Västeuropa, vilket gör att lackerade konstruktioner i dessa länder är betydligt billigare än förzinkade konstruktioner. I Västeuropa är det tvärtom, där kostar förzinkade stålkomponenter oftast mindre än lackerade.

Förzinka komponenter själv

Bygga egna anläggningar för elförzinkning

För hobbybruk och för små föremål som smycken finns det byggsatser för elförzinkning hemma. De används i regel för försilvring eller förgyllning, men med lämpliga elektrolyter och en lämplig zinkanod fungerar de även för förzinkning. Förutom galvaniseringsbad finns det också enklare handgalvaniseringsapparater.

Zinkstoftfärg eller flytande zink

Zinkstoftfärg och flytande zink är enkla sätt att i efterhand lägga på eller reparera ett katodiskt korrosionsskydd. Det rör sig om en grundfärg som innehåller fina zinkpartiklar. Zinkstoftet ger de korrosionshämmande egenskaperna. Produkterna finns både för pensling och som praktiska zinksprayer. Tänk på att zinkskiktet blir tunnare med sprayer.

Fördjupande litteratur om förzinkning av stål:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4:e upplagan 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Källor

• DIN EN ISO 1461 – Zinkbeläggningar på stål genom varmförzinkning (styckförzinkning) – Krav
  och provning – med tillhörande tillägg 1
• DIN EN ISO 14713 – Skydd av järn- och stålkonstruktioner mot korrosion – Zink- och aluminiumbeläggningar –
  Riktlinjer
• 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 författaren