Welche Vorteile bietet Verzinken gegenüber anderen Oberflächenbeschichtungen?

Während gewöhnliche Beschichtungen wie Lackierungen oder Pulverbeschichtungen ein Bauteil schützen, indem sie eine Reaktion mit Sauerstoff (Oxidation) verhindern, bietet Verzinken auch einen kathodischen Korrosionsschutz. Dadurch ist der Stahl auch bei kleineren Beschädigungen wie Kratzern, Schnitten, Bohrungen oder an Kanten noch vor Korrosion geschützt.

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.

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.
  • 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.

Was kostet Verzinken?

Die Kosten für das Verzinken sind vom jeweiligen Verfahren abhängig. Grundsätzlich ist im industriellen Umfeld mit Kosten von 0,25 – 0,6€ je kg fertiger Stahlkonstruktion zu rechnen. Eine genauere Abschätzung der Kosten finden Sie bei den jeweiligen Verfahren. Privatanwender mit Kleinmengen müssen mit deutlich höheren Kosten rechnen. Hinzu kommen noch indirekte Kosten für das Verzinken in Form von 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.

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.

Zur besseren Veranschaulichung finden Sie nebenan ein Erklärvideo über Feuerverzinken vom Institut für Feuerverzinken.

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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.

Durch die Erwärmung kann es bei geschweißten Bauteilen zu Verformungen kommen. 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.

Wenn die Bauteile danach noch beschichtet werden sollen, müssen Sie davor nachbearbeitet werden. Durch Feinverputzen werden Fehlstellen beseitigt und die Oberfläche begradigt. Für das Feinverputzen ist mit zusätzlichen Kosten von 0,20 – 0,30 €/kg zu rechnen.

Kosten für Feuerverzinken 2021

Die Kosten für Feuerverzinken hängen vom Auftragsvolumen und der Größe und Komplexität der Bauteile ab.

Die Preise für Feuerverzinken von sehr schweren Stahlkonstruktionen beginnen bei ca. 0,35 €/kg. Für leichten Stahlbau im industriellen Umfeld kostet Feuerverzinken ca. 0,6€/kg. Bei Kleinmengen für Privatkunden muss man mit Preisen von mehr als 1€/kg rechnen. Im Gegensatz zu Schweißarbeiten sind die Kosten für das Verzinken in Zentral- und Osteuropa 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. Unsere Lieferanten aus Osteuropa können z.B. lackierte Konstruktionen für Hallen schon ab 1,25€/kg anbieten. Bei verzinkten Bauteilen sind die Preise mindestens 0,35 – 0,50 €/kg höher.

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 indirekten Kosten für das Verzinken gering zu halten, empfiehlt es sich, einen Anbieter 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.

Vorteile des galvanischen Verzinkens

  • Durch die geringe Dicke der Zinkschicht ist die Maßgenauigkeit der Bauteile besser als beim Feuerverzinken.
  • Gewinde müssen beim galvanischen Verzinken nicht nachgearbeitet werden.
  • Galvanisches Verzinken kann auch für temperaturempfindliche Werkstücke angewandt werden.
  • Zur weiteren Verbesserung des Korrosionsschutzes können die Bauteile noch chromatiert oder pulverbeschichtet werden.

Kosten für Galvanisches Verzinken 2021

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 teurer als Feuerverzinken.

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. Weiters müssen die Bauteile nach dem Spritzverzinken noch weiter beschichtet oder lackiert werden. Die Lohnkosten sind also ein entscheidender Faktor beim Spritzverzinken.

Vorteile des Spritzverzinkens:

  • Spritzverzinken kann auch bei Bauteilen angewendet werden, die nicht für das Feuerverzinken geeignet sind.
  • Spritzverzinken kann auch direkt auf Baustellen durchgeführt werden.
  • Es benötigt keine Trocknungszeiten.
  • Bauteile, die zu groß zum Feuerverzinken sind, können durch Spritzverzinken beschichtet werden.
  • Die Schichtdicke kann individuell angepasst werden. Ein Bauteil kann an wichtigen Stellen eine höhere Schichtdicke haben.

Kosten für Spritzverzinken 2021

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.

Weitere industrielle Verfahren zum Verzinken

Zinklammellenbeschichtung

Die Zinklammellenbeschichtung bietet sich für Schrauben und Kleinteile in größeren Mengen an.

Mechanisches Verzinken

Das Mechanische Verzinken wird bei Federn und Befestigungsteilen angewendet.

Diffusionsverzinken

Diffusionsverzinken wird auch Sheradisieren genannt. Es wird für Bauteile mit hoher Temperaturbeständigkeit verwendet.

Selbst Bauteile 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*.

Weiterführende Literatur zum Verzinken von Stahl:

Handbuch Feuerverzinken*

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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Über den Author

  • Andreas Janisch

    Gründer - Warengruppen: Stahlbau, Dreh- und Frästeile, Blechbearbeitung

    Andreas Janisch, Gründer von Jactio.com, ist Wirtschaftsingenieur mit mehr als 15 Jahren Erfahrung in Maschinenbau, Anlagenbau und im Bauwesen.

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