J03: Metallische bescherming

Het wordt aanbevolen véér het lassen de zinklaag over een voldoende breedte te verwijderen aan weerskanten van de aan te brengen lassen. Dit kan gebeuren door branden, stralen of beitsen. In de praktijk wordt echter meestal rechtstreeks gelast op het thermisch verzinkte staal zonder de zinklaag te verwijderen. Hierdoor wordt de zinklaag direct naast de las voor een groot gedeelte weggebrand. In beide gevallen is het noodzakelijk de zinklaag te herstellen né het lassen.

De aanbeveling de zinklaag plaatselijk te verwijderen véér het lassen heeft te maken met enkele, meestal minder belangrijke nadelen van het direct lassen aan thermisch verzinkt staal. Zo is er meer warmte nodig voor het lassen, waardoor een aanpassing van de lassnelheid noodzakelijk kan zijn. Zeker bij dikke zinklagen is het raadzaam trager te lassen. Ook komt er bij dikke zinklagen meer lasrook en/of zinkdamp vrij. Deze zinkdamp is niet alleen schadelijk voor de gezondheid, maar belemmert eveneens een goed zicht op de las. Een afzuiging kan dan noodzakelijk zijn. Tenslotte kunnen er bij het direct lassen aan thermisch verzinkt staal meer lasspetters ontstaan, evenals gasinsluitingen in de lasnaad.

In het algemeen geldt dat praktisch alle lasprocessen toepasbaar zijn op thermisch verzinkt staal, waarbij soms (bij dikke zinklagen) de lassnelheid moet worden beperkt. De mechanische eigenschappen van gelaste verbindingen van thermisch verzinkt staal zijn gelijk aan die van niet thermisch verzinkt staal.

Voor het herstellen van de zinklaag zijn twee applicatiemethoden beschikbaar: verven en spuiten. In de praktijk wordt meestal gekozen voor zinkrijke verven.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 195 (april 2007).

Dat hangt er van af. In de eerste plaats is het te overwegen om toch verzinkte bouten en moeren te gebruiken in combinatie met onderlegringen, waardoor bij het aandraaien van de bouten de zinklaag op de staalconstructie niet of nauwelijks wordt beschadigd. Zonodig kan de boutverbinding daarna nog worden afgewerkt met een zinkverf.

Bij de toepassing van roestvast stalen bouten en moeren kan galvanische corrosie (ook contactcorrosie of bimetallische corrosie genoemd) een rol spelen bij het verbinden van twee verschillende materialen.

Galvanische corrosie treedt op, wanneer tegelijkertijd aan de volgende drie voorwaarden wordt voldaan:

een voldoende groot potentiaalverschil tussen twee metalen: het potentiaalverschil tussen roestvast staal (edel of kathodisch) en zink (onedel of anodisch) is erg groot;

een relatief groot contactoppervlak van het edele metaal ten opzichte van het onedele metaal: hoe groter de verhouding is tussen beide oppervlakken des te sneller gaat het onedele metaal corroderen;

de aanwezigheid van een elektrolyt: dat is meestal water, maar dat kan ook vuil of vet zijn.

Bij toepassing buiten is er vrijwel altijd een elektrolyt (water) aanwezig. Het potentiaalverschil is hoog en in een boutverbinding is in het algemeen het contactoppervlak relatief groot. Er bestaat dus een grote kans op galvanische corrosie. Dit is te voorkomen door de roestvast stalen bouten en moeren (of bij zichtwerk: dopmoeren) te isoleren van het verzinkte staal, bijvoorbeeld via onderlegringen van kunststof. Let er dan bij het aandraaien op dat vast-is-vast . Soms kan het nodig zijn om ook de boutsteel te isoleren met kunststof manchetten of bussen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 187 (december 2005).

Thermisch verzinken is een proces, waarbij de stalen onderdelen in een vloeibaar zinkbad worden gedompeld. De maximale afmetingen van de stalen werkstukken zijn dan ook gerelateerd aan de afmetingen van het zinkbad. Deze afmetingen van het bad moeten al bij het ontwerp van de constructie bekend zijn om een goede afstemming te krijgen met de grootte van het werkstuk.

In Nederland hebben de grootste verzinkbaden een lengte van (afgerond) 15,6 m. Andere baden hebben een maximale breedte van 2,5 m of een diepte van 3,2 m. Stalen onderdelen met een lengte tot maximaal 15,5 m kunnen dus nog thermisch worden verzinkt. In België is het inmiddels mogelijk tot een lengte van 19 m in één keer te verzinken. Een overzicht van de afmetingen van de verschillende verzinkbaden kunt u vinden in de Gids Staalbouw (www.gidsstaalbouw.nl).

Bij een grotere lengte, hoogte of breedte van het werkstuk is het ook mogelijk het onderdeel tweemaal te dompelen (eerst de ene helft en dan de andere), waardoor toch grotere stukken kunnen worden verzinkt. In dat geval moet worden bedacht dat het werkstuk ongelijkmatig opwarmt, wat onder ongunstige omstandigheden kromtrekken of torderen van de onderdelen tot gevolg kan hebben. Een verschil in opwarming is bij tweemaal dompelen nu eenmaal niet te voorkomen, immers slechts één deel van de constructie bevindt zich in het vloeibare zink (met een temperatuur van 450 C), terwijl het andere deel nog de luchttemperatuur heeft. Bij relatief lichte en slappe constructies kunnen de verschillen in uitzetting relatief eenvoudig worden opgevangen. Bij massieve en stijve constructies moet terdege rekening worden gehouden met deze temperatuurbelasting.

Bij een grote materiaaldikte duurt het langer voordat het staal is opgewarmt. Dat betekent dat het materiaal langer moeten worden gedompeld en dat leidt tot dikkere zinklagen. Aangezien het dikste onderdeel de dompeltijd van het gehele werkstuk bepaalt, is het aan te bevelen dat alle delen die tegelijk in één keer worden gedompeld eenzelfde materiaaldikte hebben.

Let er bij dompelen ook op dat er altijd een overgang zichtbaar is tussen de twee dompelhelften door de dubbele zinklaag ter plaatse en vaak ook door een kleurverschil. Bovendien is dompelen relatief duur: maak daarom bij voorkeur een deling, zodat de afzonderlijke delen in één keer zijn te verzinken.

[afb. a]

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 137 (augustus 1997).

In tegenstelling tot warmgewalste buizen, moet bij (rechthoekige) koudgevormde buizen rekening worden gehouden met de aanwezigheid van restspanningen, met name ter plaatse van de afrondingen. In theorie kunnen daar dan problemen ontstaan. Dat komt, omdat de profielen bij opwarmen een ronde vorm willen aannemen of omdat de sterkte in de koudvervormde (verstevigde) zones terugvalt naar de sterkte van het uitgangsmateriaal vòòr koudvervormen.

In de praktijk wordt al jaren koudgevormd materiaal verzinkt, waarbij zelden problemen optreden. Zolang bij de toetsing van de doorsnede wordt uitgegaan van de vloeigrens van het uitgangsmateriaal en bij de toetsing op knik van kromme b, levert het gebruik van verzinkte koudgevormde buis geen problemen op.

Wat uiteraard wel zorgvuldig moet gebeuren, is de keuze van de staalkwaliteit. Met name bij kokers met een wanddikte van ongeveer 10 mm of meer is het nodig zwaardere eisen aan de staalkwaliteit te stellen om brosse breuk te voorkomen. Brosse breuk kan optreden door veroudering in de sterk vervormde afgeronde hoeken als gevolg van de warmte-inbreng door het verzinken.

NEN 6774 geeft een algemene bepalingsmethode om de minimaal vereiste staalkwaliteit vast te stellen, afhankelijk van de staalsoort, de materiaaldikte, de toepassing en de wijze van construeren en fabriceren. Volgens deze methodiek heeft het thermisch verzinken van koudgevormde buizen tot gevolg dat, afhankelijk van de situatie, één kwaliteit hoger moet worden gekozen dan wanneer er niet thermisch wordt verzinkt. Bij koudgevormde buizen met een wanddikte van meer dan 10 mm kan het effect van verzinken zelfs twee kwaliteiten bedragen.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 136 (juni 1997).

Het gebruik van de aanduiding verzinken in bestekken of op tekeningen is verwarrend, omdat hiermee uitsluitend wordt bedoeld: het aanbrengen van een laag zink. Een applicatiemethode, en dus een gewenste eindkwaliteit, wordt daarmee niet vastgelegd. Zinklagen kunnen op ijzer en staal worden aangebracht volgens de volgende methoden:

thermisch verzinken;

centrifuge verzinken;

continu thermisch verzinken;

Sherardiseren;

spuiten van zinkdraad of zinkpoeder;

elektrolytisch verzinken;

mechanisch verzinken.

Thermisch verzinken (discontinu)

Het thermisch verzinken is een dompelproces, waarbij objecten gedurende korte tijd bij 445-465 C in vloeibaar zink worden gedompeld. Daarbij vormen zich op het ijzer- of staaloppervlak lagen van zink-ijzerlegeringen, afgedekt door een zinklaag. De gezamenlijke laagdikte ligt veelal tussen 50 en 150 m. Het zinklaaggewicht varieert van 350 tot 1050 g/m2.

Verzinken (zonder verdere aanduiding) betekent slechts: het aanbrengen van een laag zink, zonder daarmee een bepaalde applicatiemethode aan te geven. Benamingen als: vuurverzinken, volbadverzinken, galvaniseren, warm galvaniseren en verzinken zijn onjuist respectievelijk onvolledig en moeten in onder meer bestekken, offertes en correspondentie niet worden gebruikt.

Voor in loon verzinkt werk en voor rond staaldraad geldt NEN-EN-ISO 1461 en voor stalen pijpen NEN-EN 10240.

Een niet-genormeerde variant is het zogeheten deltaverzinken. Hierbij wordt het zinkbad op 530-560 C gebracht. Het resultaat is een andere legeringslaagopbouw en meestal dunnere, maar gladdere lagen. Vooral bij centrifugeverzinken wordt deze methode wel toegepast, maar soms ook op grotere voorwerpen en constructiedelen.

Centrifuge verzinken

Centrifuge verzinken is eveneens een thermisch verzinkproces. Alleen kleine delen zoals bouten, moeren, draadeinden en schetsplaten kunnen op deze wijze thermisch worden verzinkt. De materialen worden, nadat ze zijn voorbehandeld, in korven verzinkt. Nadat de korven uit het zinkbad komen, worden ze in een centrifuge geplaatst. Deze slingert het niet-gereageerde zink weg. De verkregen zinklaagdikte is daardoor iets dunner dan bij discontinu thermisch verzinken.

Soms wordt het zinkbad tot boven de 530 C verwarmd. Er is dan sprake van het zogeheten deltaverzinken.

De minimaal toegestane laagdikte na centrifugeverzinken ligt vast in NEN-EN-ISO 1461. Alleen artikelen met schroefdraad zijn apart genormeerd in NEN-EN-ISO 10684.

Continu thermisch verzinken

Naast het discontinu verzinken is het continu verzinkproces van grote betekenis. Hoewel er verschillende continuprocessen zijn, wordt dit proces vaak aangeduid als Sendzimir-verzinken. Bij continu thermisch verzinken wordt staalband of staaldraad continu verzinkt, waarbij zinklagen ter dikte van 15-30 m worden verkregen. De handel vermeldt voor continu verzinkte coils en platen het zinklaaggewicht per m2 dubbelzijdig oppervlak, in tegenstelling tot wat bij discontinu verzinkte voorwerpen gebruikelijk is. In de praktijk ligt het dubbelzijdig zinklaaggewicht tussen 200 en 450 g/m2. Het meest toegepaste continu thermisch verzinkte materiaal heeft een zinklaaggewicht van 275 g/m2; dit is ongeveer 19 m per plaatzijde.

Aanduidingen als gegalvaniseerde plaat en verzinkte plaat zijn verkeerd en moeten worden vervangen door continu-thermisch verzinkte of Sendzimir-verzinkte plaat volgens NEN-EN 10346.

Sherardiseren

Het Sherard-verzinken is een diffusieproces, waarbij op stalen en gietijzeren voorwerpen zink-ijzerlegeringslagen worden verkregen door het inwerken van zinkstof bij 380-410 C in een roterende trommel. Daarbij wordt een laagdikte van 15-25 m verkregen. Dit proces, dat een zeer slijtvaste en roestwerende laag geeft, wordt voornamelijk toegepast op kleine massa-onderdelen. De Nederlandse norm voor Sherard-verzinken is NEN-EN 13811.

Zinkspuiten

Het spuiten van zink geschiedt door middel van draad (schooperen) of poeder (schoriseren) met behulp van metalliseer-pistolen op vooraf blank gestraalde ijzer- en staaloppervlakken. Daarbij kunnen in het algemeen zinklaagdikten van 25-250 m worden verkregen.

Metalliseren is als aanduiding te algemeen en heeft betrekking op het spuiten van allerlei metaallagen. Het is dus raadzaam één van de eerder genoemde namen te gebruiken conform NEN-EN-ISO 2063.

Elektrolytisch verzinken

Bij dit galvanische proces worden langs elektrochemische weg zinklagen neergeslagen op het metaaloppervlak. Deze zinklagen variëren meestal in dikte van 1-25 m en vertonen als gevolg van de nabehandeling vaak een transparant groengele, strogele of metalliek blauwe tint. Ook wordt continu elektrolytisch verzinkte staalplaat geleverd met een uiterst dun zinklaagje van 1-3 m. Dergelijke zinklaagjes dienen als tijdelijke roestwering bij opslag binnenshuis van dergelijke platen en daaruit gefabriceerde onderdelen voordat deze producten met luchtdrogende verven of met moffellakken worden gespoten. Voor elektrolytisch verzinken geldt NEN-EN 10152.

Mechanisch verzinken

Mechanisch verzinken is een verzinkproces waarbij langs mechanische weg op kleine metalen onderdelen zink wordt aangebracht. De onderdelen worden na een chemische voorbehandeling samen met glaskorrels, water en chemicaliën in een roterende meerhoekige trommel gestort. Tijdens het draaien wordt een speciaal chemisch product toegevoegd waardoor een koperlaagje op het metallisch blanke staal neerslaat. De koperlaag vormt de basis voor de hechting van de zinklaag. Hierna worden hulpstoffen en zinkpoeder toegevoegd. Door de draaiende beweging van de trommel hameren de glasparels het zinkpoeder op het oxidevrije oppervlak. Daardoor ontstaat een zeer gelijkmatige zinklaag op de onderdelen. De laagdikte is vooraf te bepalen en kan variëren van 3-85 m. Als nabewerking kunnen de onderdelen nog worden gechromateerd of geolied.

Het mechanisch verzinken wordt toegepast op verbindingsartikelen zoals bouten, moeren, beugels en hang- en sluitwerk volgens NEN-EN-ISO 12683.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 163 (december 2001).

De oorzaak is het hoge gehalte aan silicium in de staalsoort S355 (0,55%) in vergelijking met S235 en S275 (0%). Bij het verzinken ontstaat altijd een legeringslaag tussen het staal en het vloeibare zink. Bij een siliciumgehalte in het staal van meer dan 0,2% is deze laag dikker dan normaal het geval is. Er ontstaat zo een barriëre tussen de twee reactiepartners staal en zink.

De grote dikte van de legeringslaag is ongewenst vanwege:

- het hoge zinkverbruik;

- de grotere stootgevoeligheid voor mechanische belastingen, vooral op de kanten.

Vooral dit laatste punt kenmerkt de minder goede conservering. Het silicium wordt aan vloeibaar staal toegevoegd, onder meer om de sterkte te verhogen. Daarbij kan het gebeuren dat het silicium zich niet homogeen in het staal verdeelt, maar zich meer aan het oppervlak concentreert. Doorgroei van de legeringslaag is dan het gevolg.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 121 (december 1994).

Wanneer de wapeningsstaven niet zijn gebogen en dus recht zijn, heeft het thermisch verzinken geen invloed op de sterkte. Wanneer de wapeningsstaven wel zijn gebogen bestaat de kans dat de staaf breekt door het thermisch verzinken.

Door het buigen wordt het materiaal koud vervormd en krijgt de koudgevormde zone een lagere taaiheid. Door het inbrengen van warmte tijdens het lassen kan de taaiheid verder afnemen. Dat speelt met name een rol wanneer de staven met een te kleine radius zijn gebogen. Bij het verzinken daarna kunnen restspanningen aanleiding geven tot vervormingen en dus scheurvorming. Bij het bestellen van het staal moet daarom worden vermeld dat het materiaal geschikt moet zijn voor thermisch verzinken. Het gehalte aan silicium en fosfor in het staal is hierbij van belang. Het thermisch verzinken zelf beïnvloedt niet de sterkte van de lasverbinding.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 207 (februari 2009).

Nee. Een brandwerende coating is niet bedoeld - en ook niet geschikt - voor corrosiebescherming. Daarvoor moet een apart verfsysteem worden aangebracht. Een staalconstructie in de buitenlucht wordt eerst voorzien van een primer, waarop de brandwerende coating wordt aangebracht. Als laatste laag wordt vervolgens een corrosiewerende coating aangebracht, die tevens de brandwerende coating moet beschermen tegen weersinvloeden. Meestal is dat één laag polyurethaan, maar in een agressief milieu (C3 of hoger) kan het nodig zijn twee lagen aan te brengen. Er zijn in de praktijk gevallen bekend waarin een onvoldoende dichte afdeklaag tot grote schade aan de brandwerende coating heeft geleid. Vooral bij toepassingen in de buitenlucht is de corrosiewerende gevoelig voor vocht en voor uv-straling. Bij een onvoldoende afscherming kan de brandwerende coating dan degenereren. Zeker bij buitenconstructies - maar ook bij constructies die bloot staan aan uv-straling en/of vocht - kan een inspectie- en onderhoudsplan waarborgen dat de corrosiewerende topcoating intact blijft. Zolang dat het geval is, is de werking van de opschuimende laag gegarandeerd.

Het wordt in het algemeen niet aangeraden een brandwerende coating aan te brengen op thermisch verzinkt staal, tenzij een dergelijk systeem uitvoerig is getest. De combinatie van zink en een brandwerende coating is doorgaans niet ideaal vanwege de geringe hechting en de thermische eigenschappen van de zinklaag.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 218 (december 2010).

De sterkteklasse van de moer passend bij een bout of draadstang in sterkteklasse 8.8 wordt aangegeven met het getal 8, dus moer sterkteklasse 8. De norm die hier betrekking op heeft is NEN-ISO 898-2. Indien er sprake is van een verzinkte bout of draagstang kunnen er passingsproblemen ontstaan, in Bouwen met Staal 193 is hier een artikel over verschenen.

Roestvast stalen bevestigingsmiddelen worden aangeduid met een groep en sterkteklasse. De groepsaanduiding A1, A2 of A4 heeft betrekking op de roestvast staalsoort (A = austenitisch) en de mate van corrosiebestendigheid (1, 2 of 4, 4 = meest corrosiebestendig). De sterkteklasse kan zijn 50, 70 of 80 waarbij klasse 80 vergelijkbaar is met sterkteklasse 8.8. De materiaalaanduiding is gelijk voor bouten, draadstangen en moeren. Niet alle bevestigingsartikelen zijn in alle groepen, sterkteklassen of combinaties daarvan leverbaar. Zie hiervoor de documentatie van de leverancier; bepaalde combinaties zijn gangbaar.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (januari 2009).

Ja, er bestaat een kans dat door de vochtigheid in de binnenlucht een corrosieproces op gang komt. De mate van luchtvochtigheid bepaalt het verloop en de snelheid. Tevens kan er sprake zijn van vervuiling wat het visuele uiterlijk benadeelt.

De opdrachtgever kan op grond van de UAV 1989 eisen dat de profielen voorafgaand aan de montage schoongespoten dienen te zijn. In hoofdstuk III, § 6, lid 9 van de UAV wordt het volgende gesteld: "De aannemer vrijwaart de opdrachtgever tegen aanspraken van derden tot vergoeding van schade, voor zover deze door de uitvoering van het werk is toegebracht en te wijten is aan nalatigheid, onvoorzichtigheid of verkeerde handelingen van de aannemer, zijn personeel, zijn onderaannemers of zijn leveranciers".

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (januari 2009).

Contactcorrosie, of ook wel galvanische corrosie, kan voorkomen wanneer twee metalen met een groot potentiaalverschil contact met elkaar maken. Dit is het geval bij zink en roestvast staal. De mate waarin contactcorrosie voorkomt is afhankelijk van de grootte van het contactvlak en het aanwezig zijn van een elektrolyt (bijvoorbeeld regenwater). Als het goed is zal er bij een waterdichte dakconstructie geen elektrolyt aanwezig zijn waardoor de kans op contactcorrosie niet groot is.

Contactcorrosie kan worden voorkomen door isolerende tussenlagen (teflon, onderlegringen) te maken die het rechtstreekse contact tussen de metalen voorkomt.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (oktober 2009).

Met het begrip 'verzinken' worden verschillende methoden aangeduid voor het beschermen van staal tegen corrosie met zink. Bij 'thermisch verzinken' maakt men ook nog onderscheid in continue en discontinue methoden. Bij continu thermisch verzinken wordt staalplaat doorlopend verzinkt (het zogenaamde bandverzinken) en pas aansluitend verder verwerkt tot vormgegeven producten. Discontinu thermisch verzinken (loon-, stuk- of batchverzinken) gebeurt daarentegen nadat een product met onverzinkt staal vormgegeven is. Pas dan wordt dit in zijn geheel ondergedompeld en verzinkt.

Koudgevormde gordingen worden vervaardigd uit bandverzinkte staalplaat die na het verzinken op de juiste breedte wordt gemaakt, het zogenaamde slitten. Daarna wordt door middel van walsen de vlakke plaat in de juiste vorm gebracht. Het is inherent aan het productieproces dat de snijkanten niet zijn voorzien van een zinklaag.

Alleen waar zink zit kan staal effectief en langdurig tegen roesten worden beschermd. Plekken waar geen zink zit zijn onvermijdelijk onbeschermd. De kathodische bescherming helpt wel enigermate, maar is in zijn effect beperkt tot een betrekkelijk kleine afstand van het zink. Bij een geringe corrosieve belasting is dit misschien wel toelaatbaar, maar bij zwaardere belasting zeker niet.

---

Deze vraag is eerder beantwoord door de Helpdesk van Bouwen met Staal (maart 2010).

Voor een bepaling van de minimale conservering kan de constructie worden ingedeeld in een klimaatklasse volgens NEN-EN-ISO 12944-2. De klimaatklassen maken onderscheid tussen buiten- en binnensituaties. Een constructie voor een overslaghal kan voor buitensituaties worden ingedeeld in klasse C5-I, zie tabel. De constructie kan afdoende worden geconserveerd door naast verzinken een verfsysteem van poedercoating of natlak toe te passen. Meer informatie hierover is na te lezen in de gratis publicatie 'Poeder & Natlak op Zink' van Zinkinfo Benelux, www.zinkinfobenelux.com.

---

Deze vraag is eerder verschenen in de rubriek Vraag & Antwoord in Bouwen met Staal 244 (april 2015).