CINKARA d.o.o. Jasi~ki put b.b.; 37000 Kru{evac tel. 037/420-910 e-mail: cinkara@ptt.yu http://www.cinkara.co.yu

VRU]E CINKOVANJE ^ELI^NIH KONSTRUKCIJA

-SAVETI ZA PROJEKTANTE, PROIZVO\A^E I KORISNIKE-

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 1

TEHNOLOGIJA

Proces vru}eg cinkovanja se sastoji iz dva dela: hemijska priprema i samo cinkovanje materijala.

Hemijsku pripremu materijala ~ini niz postupaka:

- Odma{}ivanje - zavisi od materijala koji se odma{}uje, pa se shodno tome biraju najpovoljnija

sredstva (naj~e{}e deterd`ent).

- Ispiranje - Nakon odma{}ivanja materijal se ispira u vodi.

- Dekapiranje - Uklanjanje oksidnih slojeva u rastvoru kiseline.

- Ispiranje - Materijal se ispira nakon dekapiranja i priprema za proces fluksovanja.

- Fluksovanje - Pre uranjanja u vru} cink materijal mora biti prekriven slojem fluksa.

- Potapanje u rastopljen cink - materijal se potapa u rastop cinka na temperaturi izme|u 430-460 C.

Za vreme vru}eg cinkovanja cink sa gvo`|em stvara sloj legure cinka i gvo`|a.

- Proces se zavr{ava ispekcijom komada.

MATERIJALI POGODNI ZA VRU]E CINKOVANJE

Ve}ina materijala koji sadr`e gvo`|e, vru}e valjani ~elici, hladno valjani ~elici, ~elici za livenje, gvo~|e

za izvla~enje, gvo`|e za livenje se mogu uspe{no za{titi od korozije metodom vru}eg cinkovanja.

Hemijski sastav materijala uti~e na karakteristike cinkovanih komada. Tipi~an odnos legure cinka i

gvo`|a u odnosu na debljinu za{titnog sloja nastalog posle vru}eg cinkovanja iznosi 50-70%. U

zavisnosti od procenta odre|enih elemenata u materijalu taj odnos mo`e dosti}i gotovo 100%. Razlike

za{titnog sloja sastavljenog prvenstveno od legure cinka i gvo`|a od tipi~nog sloja: - izgled - legura

cinka i gvo`|a ima mat sivi izgled zbog odsutnosti slobodnog cinka. Sloj slobodnog cinka daje sjajniju

povr{inu za{titnog sloja. - prijanjanje - u retkim slu~ajevima gde je za{titni sloj izuzetno tanak, postoji

mogu}nost problema odno{enja pod uslovima spoljnog pritiska (toplota, o{tar udar,...).

Razli~iti izgled za{titnog sloja (matirana ili sjajna) ne mora da zna~i bolju ili lo{iju dugotrajnu za{titu od

korozije. Smernica za izbor ~elika koji obezbe|uje dobijanje dobre za{titne povr{ine po`eljno je da bude:

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 2

- ugljenika manje od 0.25%, posfora manje od 0.04% i magnezijuma manje od 1.35% - silicijuma manje

od 0.03% ili izme|u 0.15% i 0.25%. Sadr`aj fosfora ne bi trebalo da bude ve}a od 0.04% za ~elike koji se

podvrgavaju vru}em cinkovanju. Fosfor deluje kao katalizator i pove}ava debljinu sloja legure cinka i

gvo`|a. Ovaj porast je nekontrolisan za vreme procesa.

tabela: debljina prevlake za ne-centrifugalno nano{enje (ISO 1461)

materijal i veli~ina minimum lokalne debljine prevlake

(m)

minimum prose~ne debljine prevlake

(m)

~elik > 6 mm 70 85

3 mm < ~elik < 6 mm 55 70

1,5 mm < ~elik < 3 mm 45 55

~elik < 1,5 mm 35 45

odlivak > 6 mm 70 80

odlivak < 6 mm 60 70

tabela: debljina prevlake za centrifugalno nano{enje (ISO 1461)

materijal i veli~ina minimum

lokalne debljine prevlake (m)

minimum prose~ne debljine

prevlake (m)

pre~nik > 20 mm 45 55

6 mm < pre~nik < 20 mm 35 45 zavrtnji, navrtke

pre~nik < 6 mm 20 25

> 3 mm 45 55 ostali komadi ( uklju~uju}i

odlivke) < 3 mm 35 45

KOMBINACIJA RAZLI^TIH MATERIJALA I POVR[INA

Razli~ite metode izrade, kombinacija razli~itih metala mogu ote`ati dobijanje uniformne povr{i. Razli~iti

parametri potapanja u kiselinu (vreme potapanja, koncentracija rastvora, temperatura) i parametri

potapanja materijala u rastopljen cink (temperatura, vreme potapanja) su potrebni za: - izuzetno

korodirane povr{ine - ma{inski obra|ene povr{ine - odlivke, - kovano gvo`|e, - vru}e valjani ~elik, -

hladno valjani ~elik, - liveno gvo`|e, specijalno sa prisustvom peska, - neravne povr{ine, - ~elik sa

pove}anim sadr`ajem ugljenika, fosfora, mangana ili silicijuma. Treba izbegavati kombinaciju starog i

novog ~elika kao livenog sa valjanim u istom sklopu. Kada je upotreba livenog gvo`|a i livenog ~elika,

kovanog gvo`|a ili valjanog ~elika neizbe`na u istom sklopu ceo sklop treba biti podvrgnut intenzivnom

peskarenju pre postupka vru}eg cinkovanja. Zar|ali, reljefni ili kovani ~elici ne trebaju biti kori{}eni u

kombinaciji sa novim ili ma{inski obra|enim povr{inama zbog razlike u gore navedenim parametrima.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 3

Me|utim kada je prethodna kombinacija neophodna potrebno je povr{ine prethodno intenzivno

podvrgnuti peskarenju. Kad god je mogu}e treba sklapati razli~ite materijale posle cinkovanja. Kada se

spajaju ~elici sa specijalnim hemijskim sastavom ili razli~ito obra|enim povr{inama u jednom sklopu,

za{titna povr{ina nije jednaka po izgledu niti }e biti obezbe|ena dugotrajna za{tita. Ako je upotrebljeno

peskarenje za pripremu povr{i, za{titna povr{ina bi}e deblja nego normalna za nisko silicijumske ~elike.

Abrazivna priprema povr{ina pove}ava povr{inu kontakta izme|u komada i rastopljenog cinka. Ova

pojava mo`e izazvati da sklop dobije matiran izgled. Materijal za cinkovanje ne sme biti bojen, uprljan

katranom, konzervansima ili velikim slojem ulja ili masti. Tako|e materijal ne treba ozna~avati gipsom,

bojom ili crnilom.

DIMENZIJE KOMADA

U preduze}u CINKARA d.o.o. mogu se vru}e jednodelno cinkovati predmeti sa slede}im dimenzijama:

- du`ine 9.300 mm;

- {irine 1.400 mm;

- visine 3.200 mm,

dok se dvodelno mogu raditi komadi du`ine do 15.000 mm. Masa pojedinog komada ne sme biti ve}a od

4.000 kg.

PRIPREMA KOMADA

1. IZGLED POVR[INE

Materijal za cinkovanje ne sme biti bojen, uprljan katranom, konzervansima ili velikim slojem ulja ili

masti. Tako|e materijal ne treba ozna~avati gipsom, bojom ili crnilom.

2. NO[ENJE KONSTRUKCIJE

Treba predvideti na svakom komadu otvor za ve{anje konstrukcije. Za komade du`ine do 1600 mm

potreban je jedan otvor na vrhu udaljen 20 mm od kraja. Za komade du`e od 1600 mm potrebna su dva

otvora - po jedan na svakom kraju. - Pre~nik otvora zavisi od veli~ine i te`ine konstrukcije. Minimalni

pre~nik otvora je 8 mm.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 4

Nekoliko primera otvora za ve{anje kod razli~itih vrsta profila.

3. CE\ENJE CINKA

Na svakom predmetu treba ostavljati dovoljan i slobodan prostor za prolaz i ce|enje cinka za vreme

postupka vru}eg cinkovanja. -Kod popre~nih ukru}enja, bolje je obezbediti isko{enje od otvora u uglu,

ukoliko je mogu}e. Na nosa~ima koji se zavr{avaju plo~om mogu}e je obezbediti odgovaraju}i otvor kao

na skici.

- Na du`im komadima otvori moraju biti udaljeni od krajeva da se spre~i savijanje komada. Za komade

od 5,0 i du`e, otvori moraju biti 1,5 m od kraja.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 5

- Rezervoare treba konstruisati tako, da je omogu}eno kompletno ce|enje cinka kod va|enja iz cink kade.

U ovom slu~aju otvor mora biti uz "U" profil.

- Zatvoreni "U" profili trebaju imati otvore u uglovima za ulaz cinka, izlaz oksida od sagorevanja i

ce|enje cinka.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 6

- Stub sa plo~om treba imati unutra{nji otvor i isko{enja na u~vr{}enjima, da se spre~i nalivanje cinka i

omogu}i kvalitetno pocinkovanje.

U slede}im slu~ajevima su prikazani pravilni na~ini otvora za ce|enje cinka.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 7

4. ZAVARIVANJE

Kada se cinkuje zavareni sklop, zona vara i metalna kompozicija vara mogu uticati na karakteristike

za{titnog sloja. Nekoliko preporuka za varenje sklopa koji se cinkuje: - Treba koristiti neoblo`ene

elektrode kada je mogu}e da bi spre~ilo nastajanje naslaga fluksa na komadu koji se vari. - Pri varenju

ostaci fluksa su hemijski inertni u rastvoru kiseline, pa njihovo postojanje proizvodi grube povr{ine i

nedostatak za{titnog sloja. Ako se upotrebljavaju oblo`ene elektrode, ostaci fluksa moraju biti uklonjeni

mehani~kim putem, najbolje peskarenjem. - Zavarivanje postupkom MIG, TIG ili CO2 su preporu~eni

sve dok ne proizvode trosku. Me|utim mo`e biti malo fluksa koji se mora ukloniti. - Zavarivanje

elektrodom bogatom silicijumom mo`e uzrokovati tanku i tamniju povr{inu u oblasti vara. Po`eljno je

zato upotrebljavati elektrodu sa malim procentom ili bez silicijuma. Konstrukcija mora biti zavarena pre

vru}eg cinkovanja. Kod zavarivanja je po`eljno upotrebiti elektrode koje imaju oblogu sa {to manje

silicijuma, da se spre~i nastajanje debljeg sloja cinka. Zavari moraju biti kompaktni i bez zavr{nih kratera.

U poroznom i nepotpunom zavaru, kiselina i fluks se zadr`avaju u udubljenjima, a nakon cinkovanja cede

se preko prevlake cinka. U prisutnosti vlage iz atmosfere, ova mesta postaju izvori korozije. Nekoliko

primera ove pojave u slu~ajevima ukru}ivanja konstrukcije:

- Ugaoni profili:

- "U" profili:

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 8

- Ukru}ivanje novih plo~a sa osiguranom cirkulacijom cinka:

- Osnovno za sve zavare je da moraju biti detaljno o~i{}eni mehani~kim putem od troske, peska, boje i

prskotina.

- Na zavarenim komadima treba predvideti otvore za izlaz vazduha. U protivnom, postoji mogu}nost da

se zavar otvori 1-2 cm, a vazduh koji ne mo`e iza}i, mo`e izazvati opasne ekplozije tokom cinkovanja.

Navarena oja~anja treba {to je mogu}e vi{e izbegavati u ovakvoj konstrukciji.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 9

- Neophodno je projektovati komad sa dodirnim povr{inama takav, da se mogu odvojeno cinkovati.

Povr{ine konstrukcije koje ipak moraju biti spojene, potrebno je peskariti pre zavarivanja, da se spre~i

otvranje zavara.

- Ukru}ene profile najbolje je cinkovati odvojeno, a u izuzetnim slu~ajevima vr{i se cinkovanje zavarenih

ukru}enja, ali zavari moraju biti kontinualni po celoj povr{ini ukru}enja, a dodirne povr{ine peskarene.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 10

- [ine ne smeju biti direktno zavarene za nosa~e, ve} se projektuju odvojeno radi pojedina~nog

cinkovanja.

- Ve}e, ravne, a posebno tanke komade potrebno je ukrutiti, da se spre~i deformacija pri vru}em

cinkovanju. Ukru}enja trebaju biti simetri~na i istog materijala kao osnovni komad.

- Za zavarivanje ve} pocinkovanih komada koriste se specijalne (EZ-5 KSP) elektrode, a dim koji

nastaje, obavezno treba udaljiti iz prostora za zavarivanje. Pre zavarivanja te{kih komada, debljine ve}e

od 12 mm, treba skinuti za{titni sloj cinka iz zone zavarivanja. Mogu}e je i lemljenje pocinkovanih

komada. Zavarena mesta o~i{}ena i obru{ena za{tite se nano{enjem premaza na bazi cinka ili

metalizacijom.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 11

4. CEVNA KONSTRUKCIJA

Spajanje cevnih konstrukcija vr{i se na na~in da je omogu}en prolaz cinka kroz sve cevi.

- Na dnu cevi treba predvideti otvore za izlazak cinka.

- Ukoliko izrada ne omogu}ava protok cinka kroz sve cevi, potrebno je predvideti otvore za ulaz i izlaz

cinka. Za cevi od 13 mm pre~nik otvora je 8 mm, od 13-30 mm, otvor je od 8-10 mm i za cevi od 30-

50 mm otvor je 10-15 mm. Pove}anjem pre~nika otvora smanjuje se mogu}nost ostajanja cinka

unutar cevi, a time omogu}ava kvalitetnije cinkovanje. Sa zavarenih cevi skinuti trosku, boju, ostatke

peska i sli~no.

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 12

- Primer kako se trebaju uraditi otvori na cevnoj konstrukciji:

Za{tita metala metodom toplog cinkovanja 13

5. VRU]E CINKOVANJE SAMO SA SPOLJNE STRANE (RASHLADNA TELA,

ISPARIVA^I):

Zatvorene konstrukcije mogu}e je pocinkovati samo sa spoljne strane ukoliko se naprave cevi za

ozra~ivanje. Cela konstrukcija, kao i odu{ci moraju biti besprekorno zavareni. Odu{ci se mogu zavariti

direktno ili se isporu~uju odvojeno sa navojem. Te`ina pojedina~nog komada za vru}e cinkovanje spolja

ne sme biti ve}a od 2000 kg. Kod ovakvih konstrukcija obavezna je konsultacija sa vr{iocem cinkovanja.

VRU]E CINKOVANJE ^ELI^NIH KONSTRUKCIJA-SAVETI ZA PROJEKTANTE, PROIZVO\A^E I KORISNIKE-TEHNOLOGIJAMATERIJALI POGODNI ZA VRU]E CINKOVANJEKOMBINACIJA RAZLI^TIH MATERIJALA I POVR[INADIMENZIJE KOMADAPRIPREMA KOMADA1. IZGLED POVR[INE2. NO[ENJE KONSTRUKCIJE3. CE\ENJE CINKA4. ZAVARIVANJE4. CEVNA KONSTRUKCIJA5. VRU]E CINKOVANJE SAMO SA SPOLJNE STRANE (RASHLADNA TELA, ISPARIVA^I):