Zapewniamy przejrzyste wytyczne przygotowania konstrukcji do prawidłowego cynkowania ogniowego.
Wymagania technologiczne
Parametry ocynkowni ogniowej TLC
Poniższe parametry określają wymagania technologiczne ocynkowni i lakierni proszkowej TLC.
Istnieje możliwość połączenia komór pieca do 14 m dla konstrukcji do 500 kg. W przypadku potrzeby cynkowania elementów o większych wymiarach, należy uzgodnić szczegóły techniczno-konstrukcyjne z działem handlowym Ocynkowni.
1
Wanna cynkownicza o wymiarach
(długość x szerokość x głębokość):
7 x 1,6 x 3,3 m
2
Wymiary robocze cynkowanych elementów
(długość x szerokość x głębokość):
6,8 x 1,5 x 2,8 m
3
Wymiary wkładu lakierni:
(długość x szerokość x głębokość):
7 x 2,2 x 0,9 m
4
Dopuszczalne obciążenie lakierowanego elementu zawieszonego na jednej belce przenośnika: 800 kg
Powłoka cynkowa
Cynkowanie ogniowe to pokrycie stali powłoką cynkową, która powstaje podczas zanurzenia elementu stalowego w kąpieli roztopionego cynku w temperaturze 450-460 stopni Celsjusza.
Podczas cynkowania następuje stopniowa dyfuzja atomów cynku w powierzchnię stali i wytwarza się warstwa stopowa żelazo-cynk. Po wyjęciu ocynkowanego elementu z kąpieli cynkowej na zewnętrznej powierzchni stopu pozostaje warstwa czystego cynku. Warstwa stopowa sprawia, że powłoka cynku jest nierozerwalnie związana ze stalowym podłożem.
Taka struktura powoduje, że w przypadku uszkodzenia jej wierzchniej warstwy spełnia ona dalej swój podstawowy cel jakim jest ochrona przed korozją.
| Grubość stali t [mm] | Minimalna średnia grubość powłoki [μm] | Masa powłoki odniesiona do powierzchni [g/m2] |
|---|---|---|
| t > 6 | 85 | 610 |
| 3 < t ≤ 6 | 70 | 505 |
| 1,5 ≤ t ≤ 3 | 55 | 395 |
| t < 1,5 | 45 | 325 |
Wykres 1. Trwałość powłoki cynkowej.
Trwałość powłoki
Trwałość powłoki cynkowej jest uzależniona od stopnia agresywności środowiska, w którym będzie eksploatowana.
W atmosferze miejskiej o umiarkowanych obciążeniu korozyjnym, w którym określono średni ubytek powłoki cynkowej ok 1,5 μm/rok, przy grubości powłoki cynkowej 85 μm, okres ochrony wynosi ponad 55 lat.
Wpływ pierwiastków stopowych na jakość powłok cynkowych
Na jakość powłoki cynkowej wpływa skład chemiczny stali, w szczególności zawartość krzemu, fosforu i węgla. Pierwiastki te mogą oddziaływać na grubość powłoki, jej przyczepność do stalowego podłoża oraz właściwości wizualne, takie jak połysk i gładkość powierzchni.
W przypadku stali zawierających krzem reakcja między żelazem a cynkiem może przebiegać intensywniej. Obecność fosforu dodatkowo przyspiesza ten proces, wpływając na strukturę i wygląd powstałej powłoki.
| Grubość stali t [mm] | Zawartość krzemu (%) | Wygląd powłoki cynkowanej ogniowo |
|---|---|---|
| Niskokrzemowe | < 0,03 |  Srebrzysta, błyszcząca |
| Sandelinowskie | 0,03 – 0,14 |  Szara, matowa, chropowata, krucha |
| Sebisty | 0,14 – 0,25 |  Srebrzysto-błyszcząca do matowo-szarej |
| Wysokokrzemowe | > 0,25 |  Matowa, szara, krucha |
Zawartość krzemu w stali powinna być mniejsza niż 0,03%, przy łącznej zawartości krzemu i fosforu poniżej 0,045%, lub mieścić się w przedziale od 0,14% do 0,25%. W drugim przypadku łączna zawartość węgla i krzemu nie powinna przekraczać 0,5%.
W przypadku stali o innym składzie chemicznym mogą powstawać powłoki cynkowe o nadmiernej grubości, kruche, chropowate oraz charakteryzujące się szarym, matowym wyglądem.
Wymagania konstrukcyjne
Prawidłowe ocynkowanie konstrukcji stalowej zgodnie z wymaganiami normy PN-EN ISO 1461 wymaga spełnienia określonych warunków technicznych. Jakość uzyskanej powłoki cynkowej zależy w dużej mierze od sposobu przygotowania i wykonania elementów. Niekiedy niewielkie korekty konstrukcyjne pozwalają poprawić jakość powłoki oraz ograniczyć koszty cynkowania.
Elementy przeznaczone do cynkowania ogniowego powinny mieć kształt umożliwiający swobodny dostęp kąpieli cynkowej do wszystkich powierzchni, a następnie jej całkowity odpływ.
Na etapie projektowania należy ponadto uwzględnić:
- dobór odpowiednich gatunków stali
- wymiary wanny cynkowniczej,
- możliwość wystąpienia odkształceń termicznych,
- indywidualne cechy elementu przeznaczonego do cynkowania,
- konieczność wykonania otworów technologicznych,
- stan powierzchni elementów stalowych przed cynkowaniem.
01
Elementy konstrukcji muszą posiadać otwory technologiczne do swobodnego spłynięcia cynku i odpowietrzenia gazów. Otwory odpowietrzające i swobodnego spływu cieczy muszą być możliwie jak największe i wykonane na przeciwległych końcach i naprzeciw siebie (po przekątnej), w miejscach najwyżej i najniżej położonych.
02
Konstrukcje powinny być wstępnie oczyszczone, powierzchnia stalowa powinna być wolna od zgorzeliny, zawalcowań, odprysków spawalniczych, preparatów antyodpryskowych na bazie silikonów i modyfikowanych olejów roślinnych, zanieczyszczeń farbami, lakierami, olejami, smarami czy smołami żywicznymi. Zanieczyszczenia powinny być usunięte przez zleceniodawcę. W przeciwnym wypadku Ocynkownia TLC Gorlice nie ponosi odpowiedzialności za wady powłoki cynkowej, które mogą powstać z tego tytułu. Nierówności na powierzchni stali, np: zawalcowania, wżery korozyjne, odpryski spawalnicze, rysy traserskie, stają się po ocynkowaniu bardziej widoczne.
03
Na elementach konstrukcyjnych należy przewidzieć otwory lub uchwyty na podwieszenie dla środków transportu technologicznego. W przypadku, gdy podwieszanie za otwory montażowe może spowodować odkształcenie wiszącego elementu pod własnym ciężarem, należy wykonać otwory lub uchwyty w odległości ¼ długości elementu od jego końców.
04
Elementy konstrukcyjne podlegające cynkowaniu nie mogą być zaprojektowane w formie zamkniętych przekrojów skrzynkowych. Jeśli takie występują, to należy je konstruować w sposób umożliwiający swobodny dopływ i odpływ cieczy i gazów.
05
Powierzchnia styku utworzona z dwóch nakładających się części w jednej lub kilku płaszczyznach musi być jak najmniejsza i nie może przekraczać 400 cm². Elementy tworzące zakładkę muszą być na całym obwodzie dookoła zespawane spoinami ciągłymi i szczelnymi. Jeżeli nie ma możliwości ułożenia spoin na całym obwodzie, to odstęp pomiędzy zachodzącymi na siebie powierzchniami musi wynosić co najmniej 3mm oraz należy zagwarantować swobodny dopływ i odpływ płynnego cynku.
06
Konstrukcje nie powinny posiadać małych wnęk czy szczelin. W profilach wytwarzanych z pasów blach, (np. dwuteownika, teownika, itp.), powierzchnie styku należy łączyć na całym obwodzie spoinami ciągłymi, bez pozostawiania szczelin, ponieważ po ocynkowaniu mogą wydostawać się z nich resztki cieczy technologicznych w postaci tzw. ”rdzawych wycieków”, które w znaczny sposób pogarszają jakość powłoki.
07
Dla elementów zaprojektowanych w sposób nie gwarantujący swobodnego wypływu powietrza i i spływu cieczy należy przewidzieć odpowiednie wycięcia lub otwory. W blachach usztywniających długość przyprostokątnej wycięcia powinna wynosić 10-55 mm. Inne otwory technologiczne powinny posiadać średnicę 8-50 mm.
08
Dla konstrukcji rurowych należy przewidzieć cynkowanie powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych. Każda składowa część elementu konstrukcyjnego wykonana z rury, na obu końcach musi posiadać otwory technologiczne, (Tabela 3).
09
Element konstrukcyjny przeznaczony do cynkowania ogniowego powinien składać się z jednego gatunku stali. Nie zaleca się stosować elementów wykonanych z różnych gatunków w ramach tej samej grupy, a zwłaszcza z różnych gatunków i z różnych grup.
10
Element przeznaczony do cynkowania powinien składać się z części o zbliżonej grubości. W określonym elemencie różnica grubości ścianek detali nie powinna być większa niż wynikająca z zależności: Grubość maksymalna ścianki / grubość minimalna ścianki ≤ 5 Czyli: stosunek maksymalnej grubości ścianki do minimalnej grubości ścianki nie może być większy niż 5.
11
Dla otworów pod śruby przyjąć tolerancje od + 1 mm do + 2 mm.
12
W konstrukcji nie mogą występować naprężenia, ponieważ specyfika procesu cynkowania może doprowadzić do deformacji lub uszkodzenia elementów. Dotyczy to w szczególności elementów spawanych. Dlatego też technologia wykonywania połączeń spawanych powinna być tak zaprojektowana, aby minimalizować naprężenia powstające podczas spawania, (właściwa kolejność spawania).Należy również zwrócić uwagę na jakość połączeń spawanych, w przypadku gdy spoiny są nieszczelne, po ocynkowaniu powstają wycieki z takich nieszczelności, które pogarszają jakość i wygląd (tzw. „rdzawe wycieki”).
13
Połączenia spawane powinny być wykonane w sposób ciągły aby uniemożliwić wnikanie roztworów z linii technologicznych pomiędzy elementy. Preferować wykonywanie spoin w sposób półautomatyczny w osłonie gazów. Nie zaleca się spawać elektrodami otulonymi, ze względu na wytwarzany podczas spawania i trudny do usunięcia żużel spawalniczy zwany szlaką spawalniczą.
14
Ostre krawędzie po cięciu, wierceniu, a także powstające przy tym wióry powinny zostać usunięte, powierzchnia stali po cięciu plazmą, laserem, palnikami acetylenowo-tlenowymi powinna zostać oszlifowana.
| Wymiar profilu zamkniętego [mm] | Minimalna średnica otworu [mm] do ilości otworów | ||||
|---|---|---|---|---|---|
 |
 |
 |
1 | 2 | 4 |
| 15 | 15 | 20 x 15 | 8 | – | – |
| 20 | 20 | 30 x 15 | 10 | – | – |
| 30 | 30 | 40 x 20 | 12 | 10 | – |
| 40 | 40 | 50 x 30 | 14 | 12 | – |
| 50 | 50 | 60 x 40 | 16 | 12 | 10 |
| 60 | 60 | 80 x 40 | 20 | 16 | 10 |
| 80 | 80 | 100 x 50 | 20 | 16 | 12 |
| 100 | 100 | 120 x 60 | 25 | 20 | 12 |
| 120 | 120 | 160 x 80 | 30 | 25 | 20 |
| 160 | 160 | 200 x 120 | 40 | 25 | 20 |
| 200 | 200 | 260 x 140 | 50 | 30 | 25 |
Przykłady przystosowania konstrukcji do cynkowania ogniowego
Barierki
Otwory zewnętrzne
Przed rozpoczęciem procesu cynkowania wszystkie otwory technologiczne powinny być widoczne i łatwo dostępne. Umożliwia to kontrolę prawidłowego przygotowania konstrukcji do procesu.
Barierki
Otwory wewnętrzne
Rozwiązanie alternatywne umożliwiające swobodny przepływ cynku oraz odpowietrzenie zamkniętych przestrzeni.
Wzmocnienia belek, stopy
Przed rozpoczęciem procesu cynkowania wszystkie otwory technologiczne powinny być widoczne i łatwo dostępne. Ich liczba oraz powierzchnia zależą od przekroju profilu. Szczegółowe parametry przedstawiono w Tabeli 3.
W stopach zaleca się wykonywanie otworów w narożach. W przypadku elementów o dużym przekroju należy dodatkowo wykonać otwór w części środkowej.
Ścięcia naroży, żebra
W żebrach zaleca się wykonywanie otworów technologicznych w formie łukowych wycięć. Promień łuku zależy od wysokości profilu i powinien odpowiadać wartościom podanym w poniższej tabeli.
| Wysokość profilu | Promień |
|---|---|
| 100-120 | R = 15 mm |
| 120-200 | R = 20 mm |
| 200-300 | R = 25 mm |
| >300 | R = 30 mm |
Ogrodzenia
Otwarcie rur
Oba końce rury powinny być wyposażone w otwory technologiczne rozmieszczone względem siebie pod kątem 180° wokół osi rury.
Liczba oraz powierzchnia otworów zależą od średnicy rury. Nie powinny być one mniejsze niż wartości podane w Tabeli 3.
Inne przykłady otworów technologicznych
Otwory należy rozmieszczać w sposób umożliwiający odpowietrzenie konstrukcji, swobodny przepływ cynku oraz jego całkowity odpływ po wyjęciu elementu z kąpieli.
Zbiorniki
Kołnierze i króćce powinny kończyć się równo z wewnętrzną powierzchnią zbiornika. Wewnętrzne przestrzenie należy przygotować tak, by zapewnić swobodny przepływ i odpływ cynku.
nieprawidłowo
prawidłowo
Sposoby podwieszania
Konstrukcję można podwieszać z wykorzystaniem dodatkowych uchwytów lub uszu transportowych.
Takie elementy warto zastosować w przypadku ryzyka odkształcenia konstrukcji podczas transportu lub cynkowania. Uchwyty powinny znajdować się w odległości około 1/4 długości elementu od każdego z jego końców.
Nakładki i wzmocnienia
Na etapie przygotowania usztywnień oraz blach węzłowych należy pozostawić odstęp między ich zakończeniem a półką elementu głównego. Umożliwia to swobodny odpływ cynku na całej długości konstrukcji.
Nakładki powinny być obspawane spoiną ciągłą. W przypadku powierzchni przekraczającej 400 cm² należy wykonać otwory odpowietrzające.
W miarę możliwości zaleca się stosowanie rozwiązań konstrukcyjnych, które ograniczają konieczność użycia nakładek.
Ogólne uwagi dotyczące konstrukcji cynkowanej ogniowo
rozwiązanie preferowane
rozwiązanie nie zalecane
rozwiązanie preferowane
rozwiązanie nie zalecane
Rekomenduje się unikanie elementów przestrzennych. Cynkowanie takich elementów jest mniej ekonomiczne niż konstrukcji płaskich. Występują przy nim dodatkowe trudności związane chociażby z transportem. Dlatego zaleca się, aby procesowi cynkowania poddawać elementy płaskie. Profile zamknięte wymagają wykonania otworów dopływowych i odpowietrzających.
Przygotowanie konstrukcji do cynkowania
Podczas przygotowywania konstrukcji stalowej do procesu cynkowania, należy
1. Minimalizować odkształcenia
2. Zachować właściwą kolejność spawania.
3. Stosować (w miarę możliwości) przekroje symetryczne.
4. Umożliwić swobodne rozciąganie np. przez promienie karby (rowki), usztywnienie blachy w kształt piramidy, itp.
5. Unikać znaczących różnic w grubości materiałów (w miarę możliwości).
Masz pytania?
Skontaktuj się z nami!
Zadzwoń lub napisz do nas, a nasz specjalista skontaktuje się z Tobą tak szybko jak to możliwe.