Verzinken – Verfahren und Kosten im Vergleich
- 3. September 2017
- Veröffentlicht durch: Andreas Janisch
- Kategorie: Technik
Was ist Verzinken?
Verzinken ist eine Form der Oberflächenbeschichtung, die Stahl besonders gut vor Korrosion schützt. Beim Verzinken wird durch unterschiedliche Verfahren eine dünne Zinkschicht direkt auf Metall aufgebracht.
Inhalt
- Was ist Verzinken?
- Welche Vorteile bietet Verzinken gegenüber dem Lackieren?
- Was versteht man unter kathodischem Korrosionsschutz?
- Können verzinkte Bauteile rosten?
- Welche Verfahren zum Verzinken gibt es?
- Was kostet Verzinken 2023?
- Bauteile selbst Verzinken
- Weiterführende Literatur zum Verzinken von Stahl:
- Mehr Informationen und Updates zu Kosten im Stahlbau - Abonnieren Sie unseren Newsletter!
Welche Vorteile bietet Verzinken gegenüber dem Lackieren?
Während gewöhnliche Beschichtungen wie Lackierungen oder Pulverbeschichtungen ein Bauteil schützen, indem sie eine Reaktion mit Sauerstoff (Oxidation) verhindern, bietet Verzinken zusätzlich auch einen kathodischen Korrosionsschutz. Dadurch ist der Stahl auch bei kleineren Beschädigungen wie Kratzern, Schnitten, Bohrungen oder an Kanten noch vor Korrosion geschützt.
Verzinkter Stahl kann für viele Jahre problemlos der Witterung ausgesetzt sein und selbst kleine Beschädigungen haben keinen Einfluss auf die Stabilität des Stahls. Bei lackierten Bauteilen hingegen müssen Beschädigungen ausgebessert werden, um Durchrostung zu vermeiden.
Was versteht man unter kathodischem Korrosionsschutz?
Das Zink der Beschichtung ist unedler als die darunterliegende Stahlkonstruktion. Die Zinkschicht wirkt deshalb als sogenannte Opferanode, die zuerst oxidiert. Dies bewirkt, dass die darunterliegende Stahlkonstruktion so lange vor Korrosion geschützt ist, bis die Zinkschicht aufgebraucht ist. Dieser Schutz besteht auch bei Beschädigungen der Oberfläche und hält sehr lange an.
Können verzinkte Bauteile rosten?
Verzinkung bietet einen sehr guten Korrosionsschutz, dennoch kann mit der Zeit Rost auftreten. Dabei gilt es folgende Punkte bei der Verwendung verzinkter Bauteile zu beachten:
- Um Korrosion zu vermeiden sollten größere Oberflächenbeschädigungen nachgearbeitet werden. Dafür kann man Zinkstaubfarbe verwenden.
- Die Umgebung der Bauteile hat Einfluss auf die Lebensdauer der Zinkschicht. Feuchtigkeit oder Salze erhöhen die Leitfähigkeit und begünstigen Korrosion. Darauf ist vor allem in Küstenregionen zu achten.
- Kontaktkorrosion wird ebenfalls durch eine höhere Leitfähigkeit der Umgebung begünstigt. Damit keine Kontaktkorrosion entsteht, ist bei der Wahl der Verbindungselemente und bei Verwendung unterschiedlicher Materialien auf das elektrochemische Potential zu achten. Problematisch ist unter anderem die Verbindung mit Kupfer oder Edelstahl. Dabei spielt auch die Masse der Zinkschicht als Opferanode eine Rolle. Edelstahlschrauben zur Befestigung eines verzinkten Bleches sind in der Regel unproblematisch, befestigt man allerdings ein Edelstahlblech mit einer verzinkten Schraube entsteht Korrosion.
Weitere Details zum fachgerechten Verzinken und dem Umgang mit verzinkten Stahlkonstruktionen, können Sie den, am Ende des Textes angefügten, Normen entnehmen.
Welche Verfahren zum Verzinken gibt es?
Feuerverzinken
Beim Feuerverzinken werden die Stahlkonstruktion oder die Bauteile in ein Bad aus flüssigem Zink getaucht. Die Temperatur des Zinks liegt dabei bei ca. 450°C. Die Zinkschichtdicken liegen dabei zwischen 50 und 150 Mikrometer. In kontinuierlichen Bandverzinkungsanlagen, wie sie in etwa zum Verzinken von Stahlblechen oder Rohren verwendet werden, werden auch deutlich geringere Zinkschichtdicken erzeugt.
Große Bauteile werden einzeln aufgehängt in das Zinkbad getaucht. Kleine Bauteile werden Schleuderverzinkt. Dabei werden die Bauteile in Körben in das Zinkbad getaucht und anschließend wird in einer Zentrifuge das überschüssige Zink abgeschieden.
Wie Feuerverzinken funktioniert, sehen Sie im nebenstehenden Erklärvideo über Feuerverzinken vom Institut für Feuerverzinken.
Was ist beim Feuerverzinken zu beachten?
Zum Feuerverzinken müssen die Bauteile fachgerecht vorbereitet werden. Es muss sichergestellt werden, dass das flüssige Zink an alle Stellen des Bauteils kommt, und auch wieder abfließen kann. Dazu werden Zulauf- und Belüftungsöffnungen gebohrt. Die Bauteile müssen vor dem Verzinken außerdem sauber sein. Lacke, Öl und andere Rückstände müssen vollständig entfernt werden. Die Reinigung kann auch bei der Verzinkerei durchgeführt werden.
Durch die Erwärmung kann es zu Verformungen kommen. Dies ist vor allem bei geschweißten Bauteilen, sowie bei dünnwandingen und großflächigen Blechen problematisch. Enge Toleranzen müssen deshalb nachgearbeitet werden. Gewinde müssen nach dem Verzinken nachgeschnitten werden.
Beim Feuerverzinken werden die Teile in ein Bad aus flüssigem Zink getaucht. Es ist vollkommen normal, dass die Zinkschichtdicke nicht überall gleich ist. Die Oberfläche ist nicht mit einer lackierten Oberfläche zu vergleichen. Es können prozessbedingt Fehlstellen auftreten, die gemäß der Norm EN ISO 1461 zu tolerieren sind. Insbesondere scharfe Kanten und Senken sind problematisch.
Feuerverzinkte Bauteile können danach auch pulverbeschichtet oder lackiert werden. Um eine gute Oberflächenqualität zu bekommen, müssen sie nach dem Verzinken aufbereitet werden. Durch Feinverputzen werden Fehlstellen beseitigt und die Oberfläche begradigt. Damit der Lack auf der Zinkschicht hält, muss die Oberfläche chemisch behandelt werden.
Wo findet man Anbieter zum Feuerverzinken?
Auf dem Verzeichnis Stahlbau-Lieferant.de finden Sie einige Anbieter zum Feuerverzinken aus Österreich und Osteuropa. Eine Liste von Feuerverzinkereien aus Deutschland finden Sie beim Industrieverband Feuerverzinken. Um die Transportkosten für das Verzinken gering zu halten, empfiehlt es sich, eine Verzinkerei in der Nähe des Lieferanten oder in der Nähe des Kunden zu wählen.
Galvanisches Verzinken
Beim galvanischen Verzinken werden die Bauteile nicht in eine Zinkschmelze getaucht, sondern in ein Elektrolytbad. Die Stahlkonstruktion oder die Bauteile dienen beim galvanischen Verzinken als Kathode. Als Anode dient eine Elektrode aus reinem Zink. Durch das Anlegen einer Spannung lagert sich nun eine Zinkschicht auf der Stahlkonstruktion ab.
Die Dicke dieser Zinkschicht kann man durch die Dauer des Verfahrens steuern. Allerdings wird die Zinkschicht nicht überall gleichmäßig dick. In der Regel erreicht man dadurch Schichtdicken zwischen 5 und 40 Mikrometer, deutlich weniger als beim Feuerverzinken.
Der Korrosionsschutz durch galvanisches Verzinken ist daher grundsätzlich schlechter als beim Feuerverzinken, das Verfahren bietet aber auch viele Vorteile.
Was sind die Unterschiede zwischen galvanischem Verzinken und Feuerverzinken?
- Durch die geringe Dicke der Zinkschicht ist die Maßgenauigkeit der Bauteile beim galvanischen verzinken besser als beim Feuerverzinken.
- Gewinde müssen beim galvanischen Verzinken nicht nachgearbeitet werden.
- Galvanisches Verzinken kann auch für temperaturempfindliche Werkstücke angewandt werden. Beim Feuerverzinken würden sich diese durch die Wärmeeinwirkung verziehen.
- Zur weiteren Verbesserung des Korrosionsschutzes können die Bauteile noch chromatiert oder pulverbeschichtet werden.
Feuerverzinken bietet einen deutlich besseren Korrosionsschutz gegenüber galvanischem Verzinken. Wenn es um die Korrosinsbeständigkeit einfacher Bauteile geht ist Feuerverzinken die beste Wahl. Sollen die Bauteile präzise sein oder eine möglichst gleichmäßige Oberfläche haben, ist galvanisches Verzinken besser geeignet. Bei Bauteilen, die stark zu verzug neigen ist ebenfalls galvanisches Verzinken vorteilhaft.
Spritzverzinken
Beim Spritzverzinken wird Zinkdraht geschmolzen und wie beim Lackieren mittels Druckluft auf das Werkstück aufgebracht. Die Schichtdicken ähneln denen des Feuerverzinkens und liegen zwischen 80 und 150 Mikrometer. Entscheidende Nachteile sind, dass es nicht in Hohlräumen angewendet werden kann und dass der Arbeitsaufwand vergleichsweise hoch ist. Dafür kann Spritzverzinken aber auch bei Bauteilen angewendet werden, die nicht für das Feuerverzinken geeignet sind und es kann auch direkt auf Baustellen durchgeführt werden. Das Spritzverzinken benötigt keine Trocknungszeiten weil das Zink sofort erstarrt.
Beim Feuerverzinken ist die Größe der Bauteile von den Abmessungen des Zinkbads abhängig. Viele Verzinkereien können nur bis 8m Bauteillänge verzinken, einige acuh bis 15m. Durch Spritzverzinken können auch Bauteile beschichtet werden, die zu groß zum Feuerverzinken sind.
Die Schichtdicke kann beim Spritzverzinken individuell angepasst werden. Ein Bauteil kann an wichtigen Stellen eine höhere Schichtdicke haben.
Was kostet Verzinken 2023?
Die Kosten für das Verzinken sind vom jeweiligen Verfahren abhängig. Grundsätzlich ist im industriellen Umfeld bei Bauteilen aus Profilen oder Rohren mit Kosten von 0,25 – 0,6€ je kg fertiger Stahlkonstruktion zu rechnen. Das Verzinken kleinerer Bauteile ist deutlich teurer. Privatanwender mit Kleinmengen müssen mit ebenfalls mit deutlich höheren Preisen rechnen.
Bei dünnwandigen Bauteilen, wie Blechen hängt der Preis auch von der Geometrie ab. Eine genauere Abschätzung der Kosten finden Sie bei den jeweiligen Verfahren.
Hinzu kommen noch Transportkosten und Kosten für die Vor- und Nachbereitung der Bauteile.
Im Vergleich zu alternativen Werkstoffen und Verfahren ist Verzinken in der Langzeitbetrachtung sehr attraktiv. Verzinkte Bauteile kosten weniger als Edelstahlbauteile und der Korrosionsschutz durch das Verzinken ist höher als bei lackierten Bauteilen. Speziell für Anwendungen im Freien ist Verzinken auf lange Sicht oft die günstigste Alternative. In diesem Artikel finden Sie auch Beispiele für den Preis je kg Stahlkonstruktion für verschiedene Bauteile.
Kosten für Feuerverzinken
Die Kosten für Feuerverzinken hängen vom Auftragsvolumen und der Größe und Komplexität der Bauteile ab. Zudem sind die Preise für das Verzinken stark von den Energiekosten und dem Zinkpreis abhängig. Aktuell ist Zinkpreis sehr hoch, weshalb viele Verzinkereien 2022 die Preise erhöhen mussten.
Die Preise für Feuerverzinken von sehr schweren Stahlkonstruktionen beginnen bei ca. 0,40 €/kg. Für leichten Stahlbau im industriellen Umfeld kostet ein Kilogramm Feuerverzinken ca. 0,60€. Das Schleuderverzinken für kleinere Bauteile unter 3kg kostet für industrielle Kunden ca. 1,30€/kg.
Bei Kleinmengen für Privatkunden muss man mit Preisen von mehr als 1€/kg rechnen.
Für das Feinverputzen ist mit zusätzlichen Kosten von 0,20 – 0,30 €/kg zu rechnen.
Kosten für Spritzverzinken
Die Kosten für Spritzverzinken betragen ca. 10-12€/m². Hinzu kommen noch Kosten für das vorhergehende Sandstrahlen. Diese hängen sehr stark von der Beschaffenheit der Oberfläche und der Bauteilgeometrie ab. Weiters müssen die Bauteile nach dem Spritzverzinken noch weiter beschichtet oder lackiert werden. Der Arbeitsaufwand beim Spritzverzinken ist sehr hoch, deshalb sind die Lohnkosten ein entscheidender Faktor beim Spritzverzinken.
Kosten für Galvanisches Verzinken
Die Kosten für Galvanisches Verzinken hängen vor allem von der Schichtdicke ab und beginnen bei rund 0,25€/kg. In vielen Anwendungsfällen ist galvanisches Verzinken günstiger als Feuerverzinken. Bei gleicher Schichtdicke ist galvanisches Verzinken jedoch viel teurer als Feuerverzinken.
Ist Verzinken im Ausland günstiger?
Im Gegensatz zu Schweißarbeiten sind die Kosten für das Verzinken im Ausland in der Regel nicht niedriger als in Westeuropa, so dass in diesen Ländern lackierte Konstruktionen deutlich günstiger als verzinkte Konstruktionen sind. In Westeuropa ist es umgekehrt, hier kosten verzinkte Stahlbauteile meist weniger als lackierte.
Bauteile selbst Verzinken
Galvanisieranlangen selbst bauen
Für den Bastelbedarf und für kleine Teile wie Schmuck gibt es Eigenbausets zum galvanischen Verzinken für zuhause. Diese werden in der Regel zum Versilbern oder Vergolden verwendet, mit den geeigneten Elektrolyten und einer geeigneten Zinkanode sind sie aber auch zum Verzinken geeignet. Neben Galvanisierbädern gibt es auch einfachere Handgalvanisiergeräte.
Zinkstaubfarbe oder Flüssigzink
Zinkstaubfarbe und Flüssigzink sind einfache Möglichkeiten, um einen kathodischen Korrosionschutz nachträglich anzubringen oder zu reparieren. Es handelt sich dabei um eine Grundierung, die feine Zinkpartikel enthält. Dieser Zinkstaub sorgt für die Korrosionshemmenden Eigenschaften. Es gibt sie sowohl zum streichen, als auch als praktische Zinksprays. Bei Sprays ist zu beachten, dass die Zinkschichtdicke geringer ist.
Weitere Fragen zum Verzinken
Was kostet das Verzinken von Geländern?
Die Kosten für das Verzinken von Geländern betragen ca. 0,65€ je kg. Der Preis hängt auch von der Oberfläche ab. Je größer die Oberfläche des Bauteils, desto mehr Zink wird benötigt. Geländer aus breiten Flachstäben haben eine recht große Oberfläche von ca. 1m2.
Zuletzt überarbeitet am 22. September 2023 von Andreas Janisch
Was kostet Feuerverzinken und Pulverbeschichten?
Verzinken wird meist nach Gewicht abgerechnet, Pulverbeschichten nach der Fläche der Bauteile. Pulverbeschichten kostet im Industriellen Maßstab ca. 15-20€/m2. Ein Preisbeispiel für einen Stahlträger (Stütze HEA400 mit Versteifungsblechenund Kopfplatte, Länge: ca. 4,5m. Gewicht: 620 kg, Oberfläche: 14m2):
- Verzinken: 620kg x 0,40€/kg = 248€
- Feinverputzen: 620 kg x 0,25€/kg = 155€
- Pulverbeschichten: 14m2 x 17,50 €/m2 = 245€
- Summe: 648€
Hinzu kommen die Transportkosten, falls Verzinken und Pulverbeschichten nicht im selben Betrieb durchgeführt wird. Diese Richtpreise sind für Projekte ab etwa 20 Tonnen. Für einzelne Träger wären die Kosten deutlich höher.
Zuletzt überarbeitet am 22. September 2023 von Andreas Janisch
Was ist Gelb verzinken?
Gelb verzinken ist eigentlich kein eigenes Verzinkungsverfahren. Beim Gelb verzinken werden die Teile erst galvanisch verzinkt und danach chromatiert. Dadurch wird der Korrosionsschutz weiter verbessert. Gelb verzinkte Bauteile werden für Schrauben und Möbelbeschläge, im Maschinenbau, bei Elektrogeräten und im Automobilbau verwendet. Im Stahlbau wird gelb verzinken kaum verwendet. Hier finden Sie ein sehr gutes Video zum gelb verzinken.
Zuletzt überarbeitet am 22. September 2023 von Andreas Janisch
Weiterführende Literatur zum Verzinken von Stahl:
Maaß, Peter / Peißker, Peter
Handbuch Feuerverzinken 4. Auflage 2016
Wiley-VCH, Weinheim
Quellen
- DIN EN ISO 1461 – Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) – Anforderungen
und Prüfung – und zugehöriges Beiblatt 1 - DIN EN ISO 14713 – Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion – Zink- und Aluminiumüberzüge –
Leitfaden - 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
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Andreas Janisch
FounderAndreas Janisch, founder of Jactio.com, is an industrial engineer with more than 15 years of experience in mechanical engineering, plant construction and construction....
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