Tips & Tricks

Corrosie

Wat is corrosie?

De norm ISO 8044 definieert corrosie als een fysisch-chemische interactie tussen een metaal en de omgeving die veranderingen veroorzaakt in de eigenschappen van het metaal en vaak leidt tot functionele verslechtering van het metaal zelf, van de omgeving of van het technische systeem dat deze twee factoren samen vormen…

Corrosie is een geheel natuurlijk proces, maar de kosten ervan zijn omvangrijk, met een geschat jaarlijks verlies van 2,5% van het BNP.

Hoe werkt corrosie?

Vier elementen moeten samenkomen om corrosie te veroorzaken:

  • een anode;
  • een kathode;
  • een elektroliet, meestal water;
  • een overdracht van elektronen.

Corrosie is een progressief proces in meerdere stappen

Meer weten: corrosiemechanisme

Hoe corrosie voorkomen?

Corrosie kan alleen optreden als er elektronen worden overgebracht door een elektroliet, meestal water.

Dit fenomeen kan worden voorkomen door het proces te onderbreken door een barrière te plaatsen tussen het staal en het water. Dat kan op verschillende manieren:

  • lak;
  • thermisch verzinken;
  • metallisatie met zink (TSZ);
  • metallisatie met zink-aluminium (TSZA);
  • duplex systeem.

 

 

Welke zijn de verschillende corrosieklassen?

Volgens de norm ISO 12944-2: 2017

  • C1: zeer laag
    • Verwarmde gebouwen met een schone atmosfeer.
      • Voorbeelden: kantoren, winkels, scholen, hotels.
  • C2 – laag 
    • Atmosfeer met een lage vervuilingsgraad.
      • Voorbeeld: landelijke omgevingen.
    • Onverwarmde gebouwen met mogelijke condensatie.
      • Voorbeelden: magazijnen, sporthallen.
  • C3 – gemiddeld 
    • Stedelijke en industriële atmosfeer met een gemiddelde vervuilingsgraad met zwavel; kustgebieden met lage zoutgraad.
    • Productielocaties met hogere vochtigheidsgraad en vervuilde lucht.
      • Voorbeelden: brouwerijen, wasserijen, voedingsindustrie.
  • C4 – hoog 
    • Industriële gebieden en kustgebieden met gemiddelde zoutgraad.
      • Voorbeelden: chemische industrie, zwembaden.
  • C5 – zeer hoog 
    • Industriële gebieden en kustgebieden met hoge vochtigheidsgraad en agressieve atmosfeer, kustgebieden met hoge zoutgraad.
    • Gebouwen en gebieden met permanente condensatie en een hoge vervuilingsgraad.
  • CX – extreem 
    • Offshoregebieden met een hoge zoutgraad, industriële gebieden met extreme vochtigheidsgraad en agressieve atmosfeer en tropische en subtropische atmosferen.
    • Industriële gebieden met extreme vochtigheidsgraad en agressieve atmosfeer.
  • Im1 – onderdompeling in zoet water
    • Waterkeringen (dammen), hydro-elektrische centrales.
  • Im2 – onderdompeling in zeewater of brak water zonder kathodische bescherming
    • Onder water staande structuren zonder kathodische bescherming.
      • Voorbeelden: havengebieden met structuren. Voorbeelden: sluisdeuren, aanlegplaatsen.
  • Im3 – plaatsing onder de grond
    • Ondergrondse tanks, buizen en palen van staal.
  • Im4 – onderdompeling in zeewater of brak water met kathodische bescherming
    • Onder water staande structuren met kathodische bescherming.
      • Voorbeeld: offshore structuren.

Corrosiebeschermingssystemen op basis van zink

Thermisch verzinken

Dit bestaat uit verschillende thermische verzinkmethoden waarbij staal wordt ondergedompeld in een bad met gesmolten zink op +/- 455 °C.

Bij dit procedé wordt echter niet alleen een zinklaag op het oppervlak aangebracht. Er ontstaat namelijk ook een metallurgische reactie tussen het zink en het ijzer waardoor het zink metallurgisch wordt gebonden aan het basisstaal.

Er vormen zich meerdere lagen zink-ijzerlegering waarvan de zinkgehalte toeneemt naarmate men dichter bij het deklaagoppervlak komt.

De specificaties voor dit procedé zijn te vinden in de norm EN ISO 1461.

De verschillende procedés zijn:

  • continu of Sendzimir: continu- of Sendzimir-galvanisatie bestaat uit het aanbrengen van een zinklaag op het oppervlak van een stalen band terwijl die op hoge snelheid door een bad met gesmolten zink wordt geleid. Deze banden die in dikte variëren tussen 0,25 mm en 6,3 mm worden na het galvaniseren omgevormd tot voltooide producten. De zinklaag krijgt een dikte van 15 – 30 µm. Ook zink-aluminiumlegeringen (ZnAl) kunnen worden gebruikt bij dit procedé;
  • discontinu of loonverzinken na fabricage: procedé waarbij voltooide producten gedurende korte tijd worden ondergedompeld in een bad met gesmolten zink. De totale laagdikte valt over het algemeen tussen 80 en 120 µm. De norm voor discontinu thermisch verzinken of loonverzinken: EN ISO 1461;
  • centrifugeverzinken: alleen kleine onderdelen zoals bouten, schroeven, draadstangen enz. kunnen thermisch worden verzinkt door middel van centrifugeren. Na te zijn voorbereid worden de onderdelen in bulk verzinkt in manden of trommels en nadat ze uit het zinkbad komen gecentrifugeerd om overtollig zink te verwijderen. De zo verkregen zinklaag is dunner dan bij discontinu thermisch verzinken. De minimale laagdikte is vastgelegd in de norm EN ISO 1461. Producten met draadstangen worden apart genormeerd in EN ISO 10684.
Electrolytisch verzinken / galvanoplastie

Elektrolytisch bekleden of galvanoplastie is een procedé voor oppervlaktebehandeling door middel van elektrolyse. Met elektrolyse kunnen chemische reacties worden gerealiseerd door middel van een elektrische stroom.

Het te behandelen stuk staal wordt vooraf ontvet en afgeschuurd en vervolgens ondergedompeld in een bad met een waterige oplossing van zinkzouten die de rol van elektrolyt gaat vervullen. Dat wil zeggen dat er stroom door kan lopen door het verplaatsen van ionen. Het stuk staal wordt als kathode op de negatieve pool van de generator aangesloten en de anode, die op de positieve pool van de generator is aangesloten, wordt gevormd door het zink. Door de doorgaande stroom lost het zink op en zet het zich af op het stuk staal.

Elektrolytisch bekleden of galvanoplastie kan continu gebeuren (band, draad, buis) of discontinu, dat wil zeggen in bulk (kleine stukken zoals bouten, schroeven enz.). Het discontinue procedé gebeurt in een ingehangen bad of in een draaiende gatentrommel.

De dikte van de deklaag die door continu elektrolytisch bekleden ontstaat, ligt tussen 1 – 10 µm per vlak, terwijl de dikte van de deklaag bij discontinu elektrolytisch bekleden varieert tussen 5 en 25 µm.

De anticorrosiebescherming van de zinklaag kan worden verbeterd door passiveren met chroom waardoor een groen-gele transparante tint of een strogele tot metaalblauwe tint ontstaat (norm ISO 5002 en NF EN 10152).

Voordelen zijn:

  • goede hechting;
  • regelmatige laagdikte op de buitenkant van de stukken;
  • elektrolytisch bekleden is mogelijk voor: roestvrij staal, gietijzer en zelfs plastic.

Nadelen zijn:

  • verminderde kathodische bescherming vanwege de dunne deklaag;
  • beperkte anticorrosiebescherming omdat de levensduur van de zinklaag rechtstreeks evenredig is aan de dikte;
  • de diepere binnenwanden van de stukken worden nauwelijks tot niet beschermd omdat de stroom niet tot het binnenste van een stalen voorwerp kan doordringen en er dus geen zink op die plek kan worden afgezet (kooi van Faraday);
  • beperkt tot stukken met kleine afmetingen.
Metallisatie

Bij dit procedé wordt metaal in draad- of poedervorm gesmolten in een pistool met een vlam of lichtboog en door middel van perslucht in gesmolten vorm op het staal gespoten dat vooraf wordt aangestraald. Het metallisatieprocedé is genormeerd: ISO-NORM 2063. Het zo gespoten zink stolt onmiddellijk bij contact met het stalen oppervlak en vormt zo de zinklaag. De corrosiebescherming is dus onmiddellijk.

Omdat de metallisatielaag iets poreus is, wordt een afdichtlaag aanbevolen. Het poreuze karakter van het gemetalliseerde oppervlak vormt overigens een ideale basis voor het aanbrengen van een aanvullend laksysteem, hetzij om esthetische redenen, hetzij om de corrosiebescherming te versterken. Het gaat dus om een duplex systeem: metallisatie plus lak.

De dikte van de deklaag kan variëren tussen 50 en 200 µm, wat ideaal is voor een langetermijnbescherming tegen corrosie. Dankzij deze flexibiliteit kan de gebruiker de laagdikte aanpassen aan alle corrosieklassen en aan de eisen van het bestek. Dit procedé kan in een werkplaats worden uitgevoerd of op de werf en is uitstekend geschikt voor de behandeling van constructies die te groot zijn om thermisch verzinkt te worden.

Voor draad worden over het algemeen twee systemen gebruikt:

  • metallisatie met een electrische vlamboog: bij dit procedé worden twee draden van zink of een zink-aluminiumlegering in een elektrisch metalliseerpistool ingevoerd. Wanneer de twee draden contact maken, vormt zich een elektrische boog die het zink laat smelten. Dit wordt vervolgens door middel van perslucht op het te metalliseren oppervlak gespoten. Voor dit type pistool worden draden met een kleinere diameter gebruikt, meestal maximaal 2,50 mm dik;
  • metallisatie met een gaspistool: bij dit procedé wordt een draad van zink of zink-aluminiumlegering ingevoerd in een gaspistool dat wordt gevoed met gas (propaan of acetyleen en zuurstof). Door de verbranding van het gas smelt de draad bij het passeren. Dit wordt vervolgens met perslucht op het te metalliseren oppervlak gespoten. Voor dit type pistool worden draden met een grotere diameter gebruikt, meestal vanaf 3 mm dik.
Sherardiseren

Procedé waarbij kleine stukken in een draaiende trommel worden geplaatst die zinkpoeder of een mengeling van zink en zand bevat. Deze trommel draait langzaam gedurende drie uur bij een temperatuur van 380 – 400 °C, waarbij het zink zich door diffusie bindt op het basismateriaal. Er vormen zich zo twee lagen zink-ijzerlegering (gamma en delta) op het oppervlak van het materiaal met laagdikten die afhangen van de temperatuur en de duur van de behandeling. De verkregen deklaag is uniform, hard en bestendig tegen schuren en langdurige corrosie. Raadpleeg de norm EN 13811 voor nadere details.

De dikte van de verkregen deklaag varieert tussen 2 en 30 µm.

Meerdere nabehandelingen zijn mogelijk: passiveren met chroom (grijze afwerking), organo-minerale afwerking (zwarte afwerking) of smerende afwerking.

Ongelegeerd koolstofstaal, HR-staal, gesinterd materiaal, ijzer en gietijzer gedragen zich zeer goed bij sherardiseren.

Toepassingsgebieden: bouten, schroeven, bouw, spoorwegen, autosector

Mechanische galvanisatie / Matoplastie

Mechanische galvanisatie is een koud galvanisatieprocedé waarbij zink op mechanische wijze wordt aangebracht op kleine metalen stukken.

De te behandelen stukken worden eerst chemisch behandeld en komen vervolgens terecht in een draaiende trommel met zinkpoeder, glazen kogeltjes, water en chemische producten. Door de draaiende beweging van de trommel hechten de glazen kogeltjes het zinkpoeder door botsing op het oppervlak van de stukken. Zo wordt een redelijk uniforme deklaag verkregen met een dikte die varieert tussen 3 en 85 µm.

Als afwerking kunnen de stukken worden gechromeerd of geolied.

Mechanische galvanisatie kan worden toegepast op stukken van maximaal 20 cm lengte en +/- 500 g zwaar, zoals bouten, schroeven en hang- en sluitwerk (norm EN ISO 12683).

Ook een mengsel van zink en aluminium kan met dit procedé worden afgezet.

Zinkstofrijke verf

Zinkstofrijke verf is verf die zinkpoeder bevat en zo profiteert van de anticorrosieve eigenschappen van het zink, d.w.z. kathodische bescherming en corrosiebestendigheid.

Zinkstofrijke verf kan organisch of anorganisch zijn, afhankelijk van het gebruikte bindmiddel. Ze kan worden aangebracht met een kwast of een spuitbus, maar moet altijd worden aangebracht op een staaloppervlak dat correct is voorbereid.

Opofferingsanodes

Een opofferingsanode is een stuk metaal van zink waarmee een ander metalen element kan worden beschermd tegen corrosie door in plaats daarvan te oxideren.

Opofferingsanodes van zink die zijn bevestigd op de romp van zeeschepen oxideren in plaats van het staal en beschermen de romp van de zeeschepen voor zo lang als ze nog niet volledig zijn geoxideerd.

In tegenstelling tot andere systemen voor anticorrosiebescherming op basis van zink die een barrière vormen tussen het staal en de elektrolyt / het water, verandert de anode het elektrochemische potentiaal. De kathode wordt een anode.

Anticorrosieve prestaties van de verschillende systemen

Meer informatie over de werking van de verschillende anticorrosieve systemen op basis van zink is te vinden in de norm EN ISO 14713-1:2009.

De werking varieert naargelang het gebruikte systeem, de dikte van de deklaag en de corrosieklasse.

Voor metallisatie met vlampistool en met afsluitlaag zijn de prestaties als volgt:

voor een laagdikte van 100 µm:

  • klasse C3 (VL): 48 – 143 jaar,
  • klasse C4 (VL): 24 – 48 jaar,
  • klasse C5 (L): 12 – 24 jaar,
  • klasse CX (S): 4 – 12 jaar,

voor een laagdikte van 200 µm:

  • klasse C3 (VL): 95 – 286 jaar,
  • klasse C4 (VL): 48 – 95 jaar,
  • klasse C5 (L): 24 – 48 jaar,
  • klasse CX (S): 8 – 24 jaar.

De verschillende metallisatieprocessen

Geschiedenis van metallisatie
  • In het begin van de twintigste eeuw voerde Max Ulrich Schoop experimenten uit in Zürich waarbij hij bestraalde met lood en zink om een beschermlaag te produceren.
  • In 1909 verkreeg Schoop een octrooi om met een gas- en zuurstofvlam een draad te laten smelten alvorens die op een substraat te spuiten.
  • Het tweede octrooi van Schoop dateert van 1911. Dit betrof een octrooi op metallisatie met een elektrische boog.
  • Daarmee was de metallisatietechniek uitgevonden.
  • Aanvankelijk werd metallisatie alleen gebruikt om tegen corrosie te beschermen.
  • Het gebruik van materialen zoals keramiek, plastic, oxiden en vele andere begon pas na de Tweede Wereldoorlog.
Classificatie van de verschillende metallisatieprocessen

De verschillende metallisatieprocessen worden geclassificeerd volgens de gebruikte verbrandingsenergie.

De norm waarin de verschillende systemen worden beschreven is de volgende: DIN EN ISO 14917:2017.

Een overzicht van alle processen:

  • metallisatie door elektrische ontlading of gas:
    • boogspuiten (AS),
    • plasma (APS, VPS, APSS),
  • metallisatie door expansie van gecomprimeerd gas zonder verbranding:
    • spuiten met koud gas (CGS),
  • metallisatie door verbranding van gas of vloeistof:
    • spuiten van draad met een vlam (WFS),
    • spuiten van poeder met een vlam (PFS),
    • metallisatie door detonatie (DGS),
    • spuiten van poeder met een vlam op hoge snelheid (HVOF/HVAF),
  • metallisatie door laser (LC).
Metallisatie door electrische ontlading of gas

Boogspuiten (AS)

Bij dit procedé worden twee draden van zink of een zink-aluminiumlegering in een elektrisch metalliseerpistool ingevoerd. Wanneer de twee draden contact maken, vormt zich een elektrische boog die het zink laat smelten. Dat wordt vervolgens door middel van perslucht op het te metalliseren oppervlak gespoten. Voor dit type pistool worden draden met een kleine diameter gebruikt, meestal maximaal 2,50 mm dik.

Gebruikte materialen:

  • elektrisch geleidende draden.

Toepassingsgebieden:

  • staalconstructies als anticorrosiebescherming: bruggen, windmolens enz.;
  • elektriciteitscentrales als anticorrosiebescherming of bescherming tegen slijtage;
  • machinebouw als bescherming tegen slijtage en reparatie van machinecomponenten.

Meer weten: techniek en apparatuur

Plasma (APS, VPS, APSS)

Plasmatoortsen zijn apparaten waarmee een gas door een ingesnoerde elektrische lichtboog wordt geperst. Die elektrische lichtboog ontstaat tussen een anode en een kathode die met water worden gekoeld. De anode is een cilinder met een holte waardoor de kathode en het gas worden geleid. Het gas dat rond de kathode wordt geïnjecteerd passeert de elektrische lichtboog en wordt daar geïoniseerd; vervolgens wordt dit als plasma doorgestuwd. Dat plasma heeft een zeer hoge temperatuur (tot wel 20.000 K) en een zeer hoge snelheid. Het bekledingsmateriaal dat in het plasma wordt ingebracht wordt met grote snelheid op het substraat gespoten.

Gebruikte materialen, in de vorm van poeder:

  • zuivere metalen;
  • legeringen;
  • keramische oxiden;
  • materialen op nikkelbasis;
  • materialen op kobaltbasis.

Toepassingsgebieden:

  • luchtvaart: turbineschoepen;
  • verbrandingsovens: hittebestendige buizen;
  • geneeskundige inmplantaten;
  • machinebouw: zuigers

Meer weten: techniek en apparatuur

Metallisatie door expansie van gecomprimeerd gas zonder verbranding

Spuiten met koud gas (CGS)

Het basisprincipe van koud spuiten is dat gas op supersonische snelheid wordt versneld in een blaaspijp. Het poeder wordt in het hogedrukgedeelte van de blaaspijp ingevoerd en wordt in ‘niet-gesmolten’ toestand verspoten (gastemperatuur: 600 °C) op het substraat.

Omdat de deeltjes niet-gesmolten worden verspoten, worden de negatieve effecten van andere systemen geëlimineerd of geminimaliseerd: oxidatie op hoge temperatuur, verdampen, minder oxide in de metallisatielaag.

Laboratoriumproeven tonen aan dat de bekleding die dit systeem produceert zeer dicht is en een uitstekende hechting biedt.

Gebruikte materialen, in de vorm van poeder:

  • koper;
  • zink;
  • aluminium.

Toepassingsgebieden:

  • autosector;
  • bescherming tegen corrosie;
  • elektronica.

Meer weten: techniek en apparatuur

Metallisatie door verbranding van gas of vloeistof

Spuiten van draad met een vlam (WFS)

Bij dit procedé worden een draad van zink of zink-aluminium ingevoerd in een metalliseerpistool dat wordt gevoed met gas (propaan of acetyleen en zuurstof). Door de verbranding van het gas smelt de draad bij het passeren. Dit wordt vervolgens met perslucht op het te metalliseren oppervlak gespoten.

Voor dit type pistool worden draden met een grotere diameter gebruikt, meestal vanaf 3 mm dik.

Gebruikte materialen:

  • draden;
  • staven;
  • kabels.

Toepassingsgebieden:

  • staalconstructies als anticorrosiebescherming;
  • versnellingsbakken;
  • synchronisatieringen;
  • zuigerringen.

Meer weten: techniek en apparatuur

Spuiten van poeder met een vlam (PFS)

Spuiten van poeder met een vlam is een eenvoudige vorm van thermisch spuiten waarbij de energie van een chemische reactie wordt gebruikt. Een materiaal in poedervorm wordt middenin een zuurstofbrandvlam ingevoerd die wordt geproduceerd door een brander. Het poeder wordt vervolgens onder hoge snelheid verspoten door de kinetische energie die het verbrandingsgas produceert. Omdat meer dan 100 verschillende materialen kunnen worden gebruikt, is de waaier aan mogelijke deklagen die kan worden toegepast zeer groot.

Gebruikte materialen, in de vorm van poeder:

  • metalen;
  • plastic.

Toepassingsgebieden:

  • lamineerwalsen;
  • rolringen;
  • rotoren;
  • extrusieschroeven;
  • metalen structuren voor anticorrosiebescherming.

Meer weten: techniek en apparatuur

Metallisatie door detonatie (DGS)

Het ontbrandingspistool bestaat uit een buis met een diameter van 25 mm en een lengte van een meter waarop aan het einde een verbrandingskamer zit. Het poeder wordt op hetzelfde moment ingevoerd als het verbrandingsgasmengsel (acetyleen-zuurstof) dat door een vonk tot ontbranding wordt gebracht. De zo gecreëerde schokgolf versnelt de deeltjeswolk. De deeltjes passeren een vlam, worden daar gesmolten en op hoge snelheid uitgevoerd. Dit systeem is niet-continu.

Gebruikte materialen, in de vorm van poeder:

  • zuivere metalen;
  • legeringen;
  • keramische oxiden;
  • materialen op nikkelbasis;
  • materialen op kobaltbasis.

Toepassingsgebieden:

  • pompzuigers;
  • turbinerotoren in stoomturbines;
  • medische hulpmiddelen: implantaten;
  • olie- en gasindustrie: gascompressoren;
  • papierindustrie: kalanderrollen.

Meer weten: techniek en apparatuur

Spuiten van poeder met een vlam op hoge snelheid (HVOF/HVAF)

Een ontbrandbaar zuurstofmengsel wordt continu verbrand in een verbrandingskamer. De gebruikte brandstoffen zijn waterstof, propyleen, propaan, methaan en kerosine. De ontbranding van het gas zorgt voor een verbrandingsreactie onder hoge druk. Het te spuiten poeder wordt in de vlam ingevoerd, smelt daar en wordt vervolgens sterk versneld. Met dit procedé kunnen deklagen met een hoge dichtheid en optimale hechting worden gecreëerd.

Gebruikte materialen, in de vorm van poeder:

  • zuivere metalen;
  • legeringen;
  • carbiden;
  • keramiek;
  • materialen op kobaltbasis;
  • materialen op nikkelbasis.

Toepassingsgebieden:

  • luchtvaart: vliegtuigmotoren, landingsgestellen, landingskleppen;
  • olie- en gasindustrie: kleppen;
  • constructiemachines: zuigers, hydraulische cilinders;
  • elektriciteitscentrales: turbines.

Meer weten: techniek en apparatuur

Metallisatie door laser

Metallisatie door laser (LC)

Metallisatie door laser is een proces waarmee een zeer dichte deklaag kan worden aangebracht die metallurgisch is gebonden en vrijwel geheel zuiver is.

Dit procedé wordt gebruikt om de slijtbestendigheid, corrosiebestendigheid en schokbestendigheid te verbeteren.

Bij dit procedé wordt een zeer krachtige laserstraal nauwkeurig gericht om een lasruimte te creëren waarin metaalpoeder wordt aangebracht. Het poeder, dat door een inert beschermgas wordt meegevoerd, wordt in dezelfde as geblazen als de laserstraal. Dankzij de exacte aard van deze laser kunnen zeer dichte deklagen worden geproduceerd, met een minimaal verlies (< 5 %), maar met daarentegen een zeer goede metallurgische hechting.

Gebruikte materialen:

  • kobalt 6;
  • NiCrMo;
  • FeCrB.

Toepassingsgebieden:

  • hogetemperatuur-lamineerwalsen, corrosiebestendigheid en duurzaamheid, kleppen (kobalt 6);
  • klepkogels/-zittingen, lamineerwalsen, delen van ketelruimten voor vuilverbranding, olieraffinaderijen (NiCrMo);
  • kolen- en mineralenbrekers / slijtplaten / kleppen (WC/Ni);
  • klepkogels/-zittingen, onderdelen van ketels, delen van ketelruimten voor vuilverbranding, hydraulische balken, stabilisatoren (FeCrB).

Metallisatie met zink en zink-aluminium

Waarom gebruiken we zink?

Zink beschermt op meerdere manieren:

  • net als verf en galvanisatie vormt zink een beschermlaag;
  • zink oxideert vervolgens en vormt een laagje patina dat extra bescherming biedt;
  • zink en zink-aluminium hebben nog een voordeel: zink biedt kathodische bescherming, wat wil zeggen dat wanneer de deklaag tot op het staal beschadigd raakt, het zink zichzelf opoffert en zo corrosie van het staal voorkomt.

Meer weten: bescherming met zink

 

Waarom gebruiken we zink-aluminium?

Een metallisatiebekleding met zink-aluminium combineert de voordelen van beide metalen.

Zink-aluminium behoudt de kathodische bescherming van het zink, maar dankzij het toegevoegde aluminium zorgt het voor een verhoogde chemische bestendigheid tegen agressieve milieus.

Voordelen van metallisatie met zink-aluminium ten opzichte van puur zink:

  • langere corrosiebescherming dan met puur zink (zoutnevel test volgens de norm ISO 9227 en SO2-test volgens de norm ISO 6988);
  • voordeliger:
    • voor eenzelfde behandeld oppervlak en eenzelfde dikte van de bekleding, wordt ongeveer 30% minder draad gebruikt. Dat komt door het veel lagere volume aan metallisatieresidu,
    • een hoger dekkingssnelheid en dus lagere arbeidskosten per m²,
    • beduidend lagere totale kosten voor het metalliseren van 1 m² dan met puur zink,
  • prettiger voor de metalliseur: het volume aan metallisatieresiduen is lager, er is daarom minder stof in de cabine.

Meer weten: bescherming met zink-aluminium

 

Duplex systeem en afdichtingslaag

Om de bestendigheid tegen corrosie te verhogen, wordt het bekleden door metallisatie met zink of zink-aluminium vaak gevolgd door een afdichtingslaag of een laksysteem, het duplex systeem.

  • Lak op basis van acrylaat, epoxy en polyurethaanhars is geschikt. Raadpleeg de specificaties van de fabrikant om te zien wat geschikt is in een bepaalde toepassingssituatie.
  • Lak op basis van alkydharsen die aan de lucht drogen, zijn minder geschikt op zinkbekledingen. Deze neigt tot blaren trekken en tot afbladderen.
  • Bij bekleding door metallisatie met zink en zink-aluminium zorgt de eerste afdichtlaag ervoor dat de poriën zo veel mogelijk worden afgesloten. Om goed in de poriën te kunnen indringen, moet de verf worden aangelengd. Door die penetratie draagt de afdichtlaag niet bij aan de totale dikte van het dubbele systeem.
  • Om afzetting van oxiden of andere vervuiling in de poriën van de metallisatiebekleding te voorkomen, moet de afdichtlaag onmiddellijk worden aangebracht na de metallisatie, over het algemeen binnen 4 uur. Deze tijdsduur hangt af van de atmosferische omstandigheden en moet in ieder geval worden uitgevoerd voordat condensatie plaatsvindt.
Wanneer volgt het eerste onderhoud?

Volgens de norm ISO 9223 is de levensduur van de zinklaag tot het eerste onderhoud*:

  • corrosieklasse C1:
    • voor 100 µm zink: > 200 jaar,
    • voor duplex systeem: niet van toepassing,
  • corrosieklasse C2:
    • voor 100 µm zink: > 100 jaar,
    • voor duplex systeem: niet van toepassing,
  • corrosieklasse C3:
    • voor 100 µm zink: 50 – 100 jaar,
    • voor duplex systeem: niet van toepassing,
  • corrosieklasse C4:
    • voor 100 µm zink: 25 – 50 jaar,
    • voor duplex systeem: 45 – 90 jaar,
  • corrosieklasse C5:
    • voor 100 µm zink: 13 – 26 jaar,
    • voor duplex systeem: 23 – 47 jaar,
  • corrosieklasse CX:
    • voor 100 µm zink: 4 – 13 jaar,
    • voor duplex systeem: 7 – 23 jaar.
    • * Geschatte tijd tot het verschijnen van 5 % roest.

Deze waarden zijn hoger voor zink-aluminium.

 

 

Metallisatieparameters

Ontwerp van te metalliseren werkstukken

Houd rekening met verschillende punten:

Is metallisatie mogelijk?

  • Gemakkelijke en veilige toegang.
  • Minimaal vereiste afstand voor metallisatie.
  • Dode hoeken moeten worden vermeden.

Meer weten: toegankelijkheid

Is het ontwerp gunstig of ongunstig voor corrosie?

  • Aanwezigheid van spleten/openingen tussen twee elementen.
  • Vermijden van plaatsen waar water en vuil kunnen blijven steken.
  • Hijshulpmiddelen om beschadiging van de bekleding te voorkomen.

Meer weten: gunstig/ongunstig ontwerp

Lassen en randen?

  • Ononderbroken lassen.
  • Randen moeten worden afgerond.
  • Met laser gesneden werkstukken moeten worden geschuurd om een zekere mate van ruwheid te creëren en om eventuele bramen te verwijderen.

Meer weten: lassen en randen

Voorbereiding van het oppervlak

De voorbereiding van het oppervlak heeft een grote invloed op de kwaliteit van de deklaag, met name op de hechting. Er zijn hierbij meerdere elementen om rekening mee te houden:

  • Ontvetten: olie, vet, oxiden en ander vuil moeten worden verwijderd.
  • Gritstralen:
    • het oppervlak dat moet worden gestraald, moet veilig toegankelijk zijn.
    • straal het hele voor te bereiden oppervlak met perslucht, inclusief eventuele lasnaden.
    • houd de atmosferische omstandigheden in de gaten tijdens het stralen.
    • raak het oppervlak na het stralen niet meer aan met de blote hand.
    • het metalliseren moet zo snel mogelijk na het stralen beginnen.
  • Zuiverheidsgraad: de zuiverheidsgraad waaraan moet worden voldaan volgens de norm ISO 2063 is Ra 2.50 voor zink en zink-aluminium, Ra 3 voor aluminium.
  • Oppervlakteruwheid: de oppervlakteruwheid waaraan moet worden voldaan volgens de norm ISO 2063 is Rz 50 µm tot 100 µm.

Meer weten: voorbereiding van het oppervlak

Parameters van het metallisatieproces

Een aantal parameters beïnvloedt het metallisatieproces:

  • Stroomsterkte: Deze bepaalt de voortloopsnelheid van de draad. De smeltgraad hangt af van de stroomsterkte.
  • Spanning: De spanning is een onafhankelijke parameter die apart kan worden geregeld. De spanning bepaalt de thermische energie. Hoe hoger de spanning, hoe hoger de temperatuur van de vlam. De deeltjes zijn dan dus heter, wat leidt tot een betere hechting.
  • Druk van het verstuivingsgas: De druk is van invloed op de structuur van de deklaag. Hoe hoger de druk, hoe kleiner de gestraalde deeltjes en hoe fijner de structuur van de deklaag. De perslucht heeft dus ook invloed op de poreusheid en de hechting van de zinken deklaag en op de ruwheid van de verflagen.
  • Metallisatieafstand: Afhankelijk van het proces (gas of vlamboog) is de ideale afstand tussen 80 en 180 mm. Onder de 80 mm kan leiden tot overdikte en daardoor een slechte hechting veroorzaken. Daarentegen koelen boven de 180 mm de deeltjes te veel af voordat ze het substraat bereiken, waardoor de hoeveelheid residu toeneemt.
  • Straalhoek: De optimale straalhoek ligt tussen 80 en 90°. Deze straalhoek kan alleen worden gegarandeerd met een geautomatiseerd proces.
  • Atmosferische omstandigheden:
    • Temperatuur van het substraat: 3 °C boven het dauwpunt
    • Relatieve vochtigheid: < 85 %,
    • Omgevingstemperatuur: > 5°C

Meer weten: metallisatieparameters

Kwaliteitscontrole

Kwaliteitscontrole is altijd noodzakelijk, voor, tijdens en na het metalliseren.

  • visuele controle: de metallisatielaag moet regelmatig zijn, zonder oneffenheden, zonder onbehandelde oppervlakken, zonder niet-hechtende deeltjes en zonder beschadigingen;
  • controle van de dikte: de deklaag moet de in het bestek voorgeschreven dikte hebben zonder ze overmatig te overschrijden. Het is dus noodzakelijk om de dikte tijdens en na het metalliseren regelmatig te controleren. Deze controle kan gebeuren met een meetapparaat dat werkt met magnetische inductie volgens de norm ISO 2178;
  • controle van de hechting: de hechting is een belangrijke factor die rechtstreeks samenhangt met de voorbereiding van het oppervlak. Deze controle kan gebeuren op een monster met mobiele of vaste apparatuur volgens de norm ISO 4624. De norm geeft een trekweerstand aan van 4 Mpa voor een deklaag van zink of zink-aluminium, niet-afgedicht;
  • microscopische analyse van een doorsnede van een monster: ook dit is een destructieve controle die dus plaatsvindt op een testplaat.

Meer weten: kwaliteitscontrole

Problemen / oplossingen

Slechte hechting van de deklaag

Mogelijke oorzaken van een slechte hechting van de deklaag zijn onder andere:

  • slechte voorbereiding van het oppervlak – reinheid, ruwheid: volg voor de voorbereidingen van het oppervlak de norm ISO 2063:2018;
  • te grote spuitafstand. De optimale afstand voor metallisatie met vlam ligt tussen 125 en 250 mm en voor metallisatie met lichtboog tussen 80 en 180 mm. Als de afstand te groot is, zijn de deeltjes te koud als ze het substraat raken;
  • installatie van het pistool: onjuist voltage. Volg de instructies van de fabrikant;
  • onjuiste metallisatiehoek: de optimale hoek is tussen 70 en 90°;
  • het te metalliseren oppervlak is vochtig: raadpleeg de norm ISO 2063:2018 voor de atmosferische omstandigheden;
  • de zinken deklaag heeft een te geringe hechting: schakel over op ZnAl, wat hogere hechtingswaarden heeft.
Metallisatieoppervlak te ruw

Mogelijke oorzaken:

  • te lage gasdruk: verhoog de druk;
  • te grote draaddiameter: verklein de diameter;
  • spuitmonden niet ideaal: vervang de spuitmonden.
Gaspistool: de draad vastgelopen in het pistool

Mogelijke oorzaken:

  • reserveonderdelen: controleer of de juiste reserveonderdelen (diameter, legering) zijn geplaatst onder de juist omstandigheden;
  • metallisatieparameters: controleer de metallisatieparameters, volg de instructies van de fabrikant;
  • Onvoldoende vrije ruimte: reinig de spuitmondboring met een geschikt gereedschap.
  • de draad is vuil of beschadigd: vervang de draad door een geschikte draad. Voorkom dat de draad vuil wordt, gebruik haspelkappen;
  • het oppervlak van de draad is gecorrodeerd: een gecorrodeerde draad kan problemen veroorzaken, controleer altijd de opslagomstandigheden (temperatuur, vochtigheidsgraad enz.);
  • lussen: gebruik bij voorkeur haspelkappen;
  • de draad is verdraaid of slecht opgerold: vervang de draad.
Electrische vlamboog: de draad arriveert niet

Mogelijke oorzaken:

  • reserveonderdelen: controleer of de juiste reserveonderdelen (diameter, legering) zijn geplaatst onder de juist omstandigheden;
  • metallisatieparameters: controleer de metallisatieparameters, volg de instructies van de fabrikant;
  • controleer de geleiders en de mantels: de draad moet gemakkelijk doorvoeren, maak zo nodig schoon;
  • controleer of de draad gemakkelijk uit de schacht of de haspel komt;
  • controleer de druk van de aandrijfwieltjes op de draad;
  • controleer de contactmonden;
  • het oppervlak van de draad is gecorrodeerd: een gecorrodeerde draad kan problemen veroorzaken, controleer altijd de opslagomstandigheden (temperatuur, vochtigheidsgraad enz.);
  • de draad is vuil of beschadigd: vervang de draad door een geschikte draad. Voorkom dat de draad vuil wordt, gebruik haspelkappen;
  • lussen: gebruik bij voorkeur haspelkappen;
  • de draad is verdraaid of slecht opgerold: vervang de draad.

Beschermingsmaatregelen

Persoonlijke bescherming

Persoonlijke beschermingsmiddelen voor de metalliseur zijn o.a.:

  • kap of helm:
    • bedoeld om de metalliseur te beschermen tegen rondvliegende deeltjes en tegen blootstelling aan stof, terwijl hij gewoon kan ademhalen,
    • voor gebruik van een pistool met lichtboog moet het scherm van de kap getint zijn om de ogen te beschermen tegen de schadelijke effecten van de lichtboog,
    • de kap moet voorzien worden van goede ademlucht,
    • zinkdampen ruiken onaangenaam en kunnen zinkkoorts veroorzaken. Die koorts ontstaat enige tijd na het metalliseren en verdwijnt over het algemeen na korte tijd. Zo niet, dan moet contact worden opgenomen met een arts,
  • beschermpak: dit moet de voorkant van het lichaam beschermen en voorkomen dat stof kan binnendringen,
  • handschoenen: bij voorkeur van leer, want niet brandbaar. Ze moeten thermisch geïsoleerd zijn en de handen afdekken tot boven de pols,
  • veiligheidsschoenen;
  • oordoppen: om het lawaai van het metalliseren te verminderen.
Brandbaarheid van het metallisatiestof

Zinkstof reageert met water en vormt dan waterstof. Deze reactie is exotherm en de verhoging van de temperatuur kan onder bepaalde omstandigheden voldoende zijn om het zinkstof te doen ontbranden.

Voorzorgsmaatregelen:

  • let erop dat er geen water in de metallisatiecabine kan komen en voorkom zo ontbranding van het zinkstof;
  • sla metallisatieresidu op in afgesloten metalen vaten op een beschutte plaats;
  • voer geen slijp- en schuurwerkzaamheden uit in de metallisatiecabine om vonken te voorkomen;
  • laswerkzaamheden moeten onder argon worden uitgevoerd.
Explosiviteit van het metallisatiestof

Voor zover wij weten (meer dan 40 jaar ervaring onder metallisatiebedrijven) is er nog nooit een explosie geweest in een cabine voor metallisatie met zink of zink-aluminium.

Het explosiegevaar hangt af van de grootte van de metallisatiestofdeeltjes. Metalliseurs moeten dus het explosieve karakter van het aanwezige stof testen.

Ter informatie enkele gegevens:

  • de bekende algemene parameterwaarden voor explosies hebben over het algemeen betrekking op relatief grove poeders;
  • zelfontbrandingstemperatuur (ZOT) in een laag: 540 °C, en in een wolk: 690 °C;
  • minimale ontbrandingsenergie (MOE): 640 – 960 mJ;
  • minimale explosieconcentratie: 460 g/m³;
  • maximale explosiedruk: 3,5 bar;
  • maximale drukverhoging (VMP): 120 bar/sec;
  • explosiviteitsindex: < 0,1. Deze explosiviteitsindex van 0,1 wordt beschouwd als gering voor dergelijke poeders, maar is sterk afhankelijk van de grootte van de deeltjes.
REACH-verklaring
  • Zinacor S.A. verklaart dat zijn producten voldoen aan de wettelijke verplichtingen volgens artikel 33 van de Europese richtlijn REACH 1907/2006 (registratie en beoordeling van en de autorisatie en beperkingen ten aanzien van chemische stoffen) die van kracht werd op 01-06-2007.
  • Op basis van de geldende vereisten ten aanzien van informatieverstrekking (onder artikel 33) kunnen wij bevestigen dat geen van de producten van Zinacor S.A. die hieronder zijn vermeld, stoffen bevatten die zijn vermeld op de ‘kandidatenlijst’ van het ECHA (lijst van zeer zorgwekkende stoffen SVHC volgens artikel 59 van REACH in een concentratie van meer dan 0,1% massa/massa)
  • Zinkanodes                                                      Zinkbanden
  • Zinkbladen                                                       Zinkdraden
  • Zink-aluminiumdraden                                       Tin-zinkdraden
  • Zinklegeringen voor smelterijen                            Tin-koperdraden
  • Zinkpoeder                                                       Ecologisch witmetaaldraad
  • Zinacor S.A. en zijn leveranciers controleren voortdurend de huidige ‘kandidatenlijst’ ECHA op wijzigingen en toevoegingen en leveren de nodige gegevens volgens de REACH-regels. De huidige geldende ‘kandidatenlijst’ is beschikbaar op de website van het Europees Agentschap voor chemische stoffen via de link: https://echa.europa.eu/candidate-list-table

 

 

 

Nuttige links

Links

De Grillo-groep, de grootste fabrikant van zinkproducten ter wereld en moederbedrijf van Zinacor.

De website van de ‘International Zinc Association’ waar de voordelen van zink in het algemeen worden uitgelegd.

De website ‘Thermalsprayzinc’ die is ontwikkeld door de IZA met gedetailleerde uitleg van de voordelen van metallisatie met zink en met zink-aluminium.

De ‘Federatie van metalliseurs van België’.

De website ‘Corrosie-info’ die informatie verschaft over corrosie en over de bescherming tegen corrosie in het algemeen.

De ‘VOM’ Belgische vereniging voor oppervlaktetechnieken van materialen.

Download center

Wij gebruiken cookies om uw online ervaring te verbeteren.
Ga voor meer informatie naar ons privacybeleid