Korrosionsschutz durch Feuerverzinken (Stückverzinken) nach DIN EN ISO DASt Richtlinie-022, Korrosionsschutzplanung nach EN

Transkript

1 Korrosionsschutz durch Feuerverzinken (Stückverzinken) nach DIN EN ISO DASt Richtlinie-022, Korrosionsschutzplanung nach EN Institut Feuerverzinken GmbH Regionalbüro Nordost Graf-Recke-Straße Düsseldorf Tel.: Mobil: TÜV Nord, Schweißerfrühstück Bremen, Dipl.-Ing. (FH), SFM Gunnar Pöppe

2 Aufgaben und Tätigkeitsschwerpunkte des Instituts Feuerverzinken GmbH Firmenneutrale Anwendungsberatung Vortragsveranstaltungen und Seminare (Hochschulen, Technikerschulen, Meisterlehrgänge) Betreuung der Feuerverzinkereien Schulung von Mitarbeitern Mitwirkung in Gremien und Normenausschüssen Forschungsprojekte über den GAV Stellungnahmen

3 Normen und Regelwerke Stückverzinken DIN EN ISO 1461: Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen DIN EN ISO (Teil 1 und 2): Zinküberzüge Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion DASt-Richtlinie 022: Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen DIN EN ISO 10684: Verbindungselemente - Feuerverzinkung

4 Feuerverzinken Stückverzinken Diskontinuierliches Feuerverzinkungsverfahren Diskontinuierliches Schutzverfahren, bei dem die zuvor gefertigten Teile in schmelzflüssiges Zink getaucht werden (Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461; Rohrverzinken nach DIN EN 10240). Schichtdicke: ca µm Schliffbild

5 Schichtaufbau beim Stückverzinken η-phase (Eta), Zn ~ 100 % ζ-phase (Zeta), Zn ~ 94 %, Fe ~ 6 % δ-phase (Delta), Zn ~ 90 %, Fe ~10 % Γ -Phase (Gamma), Zn ~ 75 %, Fe ~25 % Substrat

6 Schichtaufbau beim Stückverzinken Zn Fe + Zn Fe Schliffbild Silbrigglänzende Oberfläche Die Optik des Zinküberzuges und die Zinkschichtdicke wird durch die chemische Zusammensetzung des Stahls beeinflusst. Fe + Zn Fe Schliffbild Mattgraue Oberfläche

7 Schichtaufbau beim Stückverzinken Die Optik des Zinküberzuges und die Zinkschichtdicke wird durch die chemische Zusammensetzung des Stahls beeinflusst.

8 Feuerverzinken Stahlzusammensetzung beeinflusst das Ergebnis Die Elemente Silicium (Si) und Phosphor (P) im Stahlwerkstoff beeinflussen die Zinkschichtdicke und das Aussehen des Zinküberzuges!

9 Stahlzusammensetzung beeinflusst das Ergebnis DIN EN ISO , Tabelle 3 Die Stahlauswahl zum Feuerverzinken muß zwischen Besteller (Fertigungsbetrieb) und Stahlhersteller (Händler) nach EN vereinbart werden! Bestelloption: Feuerverzinken

10 DASt Richtlinie 022

11 Zusammenhänge bei der flüssigmetallinduzierten Rissbildung Riss Spannungen: Eigenspannungen, Dehnungsbehind. (Konstruktion, Fertigung, Verzinkung) Zusammenspiel von mehreren Parametern Werkstoff Stahl: Empfindlichkeit gegen flüssig- metallinduzierte Spannungsrisskorrosion Flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion auslösendes Flüssigmetall

12 DASt - Richtlinie 022 DAST-Richtlinie Neues Regelwerk für tragende Stahlkonstruktionen zusätzlich zur bereits existierenden Norm zum Stückverzinken DIN EN ISO 1461 und DIN EN ISO Die Richtlinie ist ausgehend von Schadensfällen ( Rissbildung ) und anschließenden Untersuchungen entstanden. Bearbeitung im Deutschen Ausschuss für Stahlbau (DAST). Veröffentlichung August Seit Dezember 2009 Aufnahme der DAST-Richtlinie in die Bauregelliste A, Teil 1, Verbindlich anzuwenden Kommentar zur Richtlinie ist erhältlich Umfangreiche Infos unter:

13 Die DASt Richtlinie 022 gilt für das Feuerverzinken von tragenden vorgefertigten Stahlbauteilen, die entsprechend der DIN EN 1993 und DIN EN 1090 bemessen und gefertigt sind. richtet sich an Planer, Hersteller und Verzinker bietet Maßnahmen, mit denen Einbußen der Tragsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit durch Rissbildung beim Verzinkungsprozess verhindert werden sollen. ist eine Ergänzung zur EN 1090 gilt für die Stahlsorten S235, S275, S355, S420, S450, S460 und S500 nach DIN EN Teil 1 bis 4 sowie vergleichbare Stähle nach DIN EN und DIN EN 10219, sie gilt nicht für Betonstähle nach DIN 488.

14 DASt 022 Nachweisführung 1. Einstufung in eine Konstruktionsklasse Referenzwert der Trägerhöhe h: h h 1 h 1 < h h 2 h > h 2 Festigkeit: S235 S500, Zähigkeit: JR; J0; J2 Konstruktionsklasse Ia, Ib, Ic, II, III

15 Vereinfachtes Nachweisverfahren 2. Einstufung in eine Detailklasse Klassifizierung von Details in eine Detailklasse A, B oder C Detailausbildung: Ausbildung des Trägerendes, Steifen, Einschiebling, etc. A B C

16 DASt 022 Nachweisführung 3. Bestimmung der Erzeugnisdicke Bestimmung der vorherrschenden Erzeugnisdicke (Verweilnachweis), tref 30 mm, tref > 30 mm t ref Tabelle 5: (Vereinfacht dargestellt) Maximale Verweilzeit im Zinkbad in Abhängigkeit vom Referenzwert der Erzeugnisdicke

17 DASt 022 Nachweisführung 4. Ableitung der Vertrauenswahrscheinlichkeit Vertrauenszone 1: Sichtprüfung Vertrauenszone 2: Sichtprüfung, zusätzlich stichprobenhafte MT-Prüfung Vertrauenszone 3: Sichtprüfung, zusätzlich systematische MT-Prüfung

18 Zuständigkeiten nach DASt-022 Auftraggeber: Stahlbauer, Metallbauer (Technisches Büro, Statiker, Planer) Auftragnehmer: Verzinker (Definierte Prozessparameter, ÜZ-Verfahren) - Ausfertigung der Bestellspezifikation - Trägerreihe (bei Walzprofilen) - Trägerhöhe h bzw. Bauteilhöhe h - Effektive Erzeugnisdicke t ref - Stahlfestigkeit und -zähigkeit - Konstruktive Detailausbildung - Allgemeine Beratung des Auftraggebers - Vorbehandlungsbäder - Zusammensetzung der Zinkschmelze - Eintauchgeschwindigkeit, Verweilzeit - Prüfung nach dem Verzinken Bestellspezifikation Bestätigung + Prüfergebnis

19 Bestellspezifikation (Muster) nach Anlage 5 Blancoformular unter: _Glinde/Neue_DASt_022/Bestellspezifikation.pdf

20 Korrosionsschutzplanung nach EN

21 EN Wesentliche Inhalte zum Korrosionsschutz Kapitel 10 - Oberflächenbehandlung Anhang F (normativ) - Korrosionsschutz 21

22 EN , Kapitel 10 Oberflächenbehandlung Allgemeines Das Kapitel 10 legt die Anforderungen für die Bearbeitung von Stahloberflächen fest, so dass sie für das Aufbringen des nachfolgenden Korrosionsschutzes geeignet sind. Das Kapitel enthält nicht die detaillierten Korrosionsschutzsysteme. Hier wird verwiesen auf Anhang F der EN und die anzuwendenden Normen: o Beschichtungen EN ISO o Thermisch Spritzen EN 14616, EN o Verzinken EN ISO 1461, EN ISO , EN ISO Querverweis auf Nutzungsdauer, Umgebungsbedingungen und Korrosivität Bearbeitung der Stahloberflächen = Aufgabe des Herstellers! (sofern nicht untervergeben) 22

23 EN , Kapitel 10 Oberflächenbehandlung 10.2 Vorbereitung von Stahloberflächen für Beschichtungen Der Abschnitt 10.2 legt die Anforderungen für die Oberflächenvorbereitung von Stahloberflächen für Farbanstriche und verwandte Produkte fest. Die Kriterien der EN ISO 8501 müssen erfüllt sein und der Vorbereitungsgrad nach EN ISO muss festgelegt werden. Werden Schutzdauer und Korrosivitätskategorie festgelegt, muss der Vorbereitungsgrad Tabelle 22 entsprechen. Sofern nichts anderes festgelegt, gilt P1 für EXC2, EXC3 und EXC4. P2 oder P3 (wie vorher festgelegt) wenn Schutzdauer > 15 Jahre und Einsatz oberhalb Korrosivitätsktegorie C 3 P3 = Hohe Anforderungen an die Kanten 23

24 EN , Kapitel 10 Oberflächenbehandlung Verzinken Der Abschnitt 10.5 beschreibt einige konstruktive Anforderungen in Hinblick auf das Verzinken Hinweis auf die Ausbildung von Schweißnahtfugen Hinweis auf die Ausbildung von Lüftungs- und Entwässerungslöcher Falls Bauteile nur Außen verzinkt werden ist ein Abdichten der Bauteile nach demverzinken erforderlich. 24

25 EN , Kapitel 10 Oberflächenbehandlung 10.6 Fugenabdichtung Hinweis auf Explosionsgefahr bei geschlossenen Querschnitten und überlappenden Oberflächen mit durchlaufenden Schweißnähten. Wenn geschlossene Oberflächen verzinkt werden, darf vor dem Verzinken nicht abgedichtet werden. Ausreichende Entlüftung muss sichergestellt sein. Ausnahme: ganz kleine Überlappungsbereiche ohne Risiko eines explosionsartigen Austrittes 10.9 Reparatur nach dem Schneiden u. Schweißen Hinweis auf fachgerechte Nacharbeit bei nachträglich geschweißten verzinkten Bauteilen mit dem Ziel eines gleichartigen Korrosionsschutzes wie die Verzinkung bei entsprechender Korrosivitätskategorie. Verweis auf EN ISO

26 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 1.1 Anwendungsbereich Der Anhang F enthält Anforderungen und Richtlinien in Bezug auf die Ausführung von Korrosionsschutzsystemen. Es umfasst die Oberflächenvorbereitung und das Aufbringen des Korrosionsschutzsystems (Beschichtungssysteme, thermisches Spritzen und Feuerverzinken). Normenverweis auf die Pulverbeschichtung von Stahl F1.2 Leistungsspezifikation Die Leistungsspezifikation muss festlegen: o Die Schutzdauer (nach EN ISO oder EN ISO ) o Die Korrosivitätskategorie (nach EN ISO oder EN ISO ) Es kann direkt eine Bevorzugung für das Beschichten, thermisch Spritzen oder Feuerverzinken festgelegt werden. 26

27 Zinküberzüge DIN EN ISO Korrosivitätskategorien (Auszug der Beschreibung) Korrosivitätskategorie Korrosionsbelastung C 1 sehr niedrig Geheizte Gebäude mit neutralen Atmosphären C 2 niedrig Atmosphären mit geringer Verunreinigung, ländliche Bereiche, ungeheizte Gebäude C 3 mittel Stadtatmosphäre mit mittleren Verunreinigungen, Produktionsräume z.b. Wäscherei, Brauererei C 4 hoch Industrielle Bereiche und Küstenbereiche, Chemieanlagen, Schwimmbäder C 5 sehr hoch Industrielle Bereiche mit aggressiver Atmosphäre, Gebäude mit sehr häufiger Kondensation, Schutzhütten an der Küste C X extrem Küsten-/Offshorebereich, Gebäude mit ständiger Kondensation u. starker Verunreinigung

28 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 1.3 Vorgeschriebene Anforderungen Oberflächenvorbereitung, Ausführung des gewählten Korrosionsschutzsystems sowie die Anforderungen an Kontrolle und Überprüfung müssen so gewählt und entwickelt werden, um der festgelegten Schutzdauer des Korrosionsschutzes und der Korrosivitätskategorie zu entsprechen. Andernfalls sind Detailangaben zur o Oberflächenvorbereitung o Ausführung des Korrosionsschutzsystemes o Kontrolle und Überprüfung vorzunehmen 28

29 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 1.4 Arbeitsanweisungen Der Korrosionsschutz ist gemäß Arbeitsanweisungen durchzuführen, die auf einem QM-Plan basieren. Herstellerempfehlungen für Beschichtungsstoffe sind zu berücksichtigen Hinweis auf sorgfältige und fachgerechte Lagerung in geeigneten Räumlichkeiten GeeignetesVerpackungsmaterial und sorgfältiger Transport Im Falle von Beschädigungen = fachgerechte Nacharbeit 29

30 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 2.1 Oberflächenvorbereitung vor dem Beschichten Gilt auch für thermisch gespritzte Überzüge Oberflächen müssen in Übereinstimmung mit EN ISO und EN ISO 8501 vorbereitet werden Für Reinigungsprozesse mittels Strahlen müssen Verfahrensprüfungen durchgeführt werden (Arbeitsproben). Duplex-Systeme: Fachgerechte Reinigung (Staub und Fett) der verzinkten Oberfläche und geeignetes Haftgrundmittel oder Sweep-Strahlen mit Oberflächenrauhigkeit Fein nach EN ISO Überprüfung der verzinkten und vorbehandelten Oberfläche vor dem Beschichten. 30

31 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 2.2 Oberflächenvorbereitung vor dem Verzinken Oberflächen müssen in Übereinstimmung mit EN ISO 8501 und EN ISO 1461 vorbereitet werden. Hinweis auf Gefahr der Wasserstoffversprödung bei hochfesten Baustählen Verweis auf EN ISO

32 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 6 Beschichtungsverfahren F6.1 Beschichtung Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit vor der Beschichtung Ausführung in Übereinstimmung mit EN ISO Unterschiedliche Farbschattierungen bei mehrschichtigem Aufbau Tragwerke mit Korrosionsschutz > 5 Jahre und Kategorie C3 müssen gerundete oder gefaste Kanten nach EN ISO aufweisen. Die Kanten sind zusätzlich durch einen streifenförmigen Überzug von 25 mm Breite beiderseits zu schützten Hinweise zurverarbeitung. Lagerung und Trocknung werden ausgesprochen. 32

33 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F6.3 Verzinken Verzinken muss nach EN ISO 1461 erfolgen Es sindverfahren zur Qualifizierung des Schmelztauchprozesses festzulegen (s. DASt-022) Hinweis auf Verzugsgefahr bei dünnwandigen Bauteilen mit geringer Eigensteifigkeit. Sollte ein Duplex-System zur Ausführung kommen, sind Kontrolle, Überprüfung oder Qualifizierung der Oberflächenvorbereitung vorzunehmen. 33

34 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 7 Kontrolle und Überprüfung - F.7.4 Verzinkte Bauteile 34

35 EN , Anhang F Korrosionsschutz (normativ) F 7 Kontrolle und Überprüfung - F.7.4 Verzinkte Bauteile 35

36 EN , Umsetzung des Korrosionsschutz Zusammenfassung Der Hersteller muss die Übereinstimmung mit den Anforderungen an den Korrosionsschutz erklären Feuerverzinken (in Deutschland) nach DASt-022 und EN ISO 1461 Bei der Ausführung von Beschichtungssystemen bestehen hohe Anforderungen an die Oberflächenvorbereitung der Stahlbauteile, an die Ausführungen der Beschichtungssysteme und an die Dokumentation. 36

37 Feuerverzinken Korrosionsschutz mit Zukunft Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit