ŽÁROVÉ ZINKOVÁNÍ

Žárové zinkování (HDG) je také běžnou povrchovou úpravou ocelových spojovacích součástí. Zajišťuje velice solidní a trvanlivou ochranu proti korozi. Žárové zinkování ocelových součástí je standardizováno v ISO 1461, ale spojovacím součástem je věnována samostatná norma ISO 10684. Postup žárového zinkování je docela jednoduchý: spojovací součásti jsou ponořeny do lázně roztaveného zinku s normální teplotou mezi 455°C a 480°C a vysokou teplotou mezi 530°C a 560°C). Dále jsou spojovací součásti odstředěny, aby došlo k odstranění přebytečného zinku, a poté ochlazeny ve vodě, aby usazený zinek ztuhl. Výsledkem je zinková vrstva (s tloušťkou 40 až 70 mikronů) na povrchu výrobku, která je v porovnání s galvanickým pozinkováním relativně tlustá (3 až 20 mikronů). Matice jsou zpracovány stejným způsobem, ale jejich závit není dosud vytvořen. Závity matic je vždy nutné vyříznout až po žárovém zinkování. Vyříznutí závitu znamená, že vnitřní závity jsou odhalené (nepozinkované), to však nemá zásadní vliv na ochranu proti korozi, jak je znázorněno níže. Žárové zinkování se obvykle považuje za vhodné pro spojovací součásti s průměrem M8 nebo větším.

Velké množství zinku zajišťuje vynikající protikorozní ochranu v běžném venkovním prostředí, ale nevýhodou je, že tloušťka vrstvy vysoko překračuje povolenou odchylku vůle závitu, což je problém u všech závitových spojovacích součástí.

K řešení tohoto problému nabízí norma ISO 10684 dvě řešení, přičemž obě zahrnují změnu rozměrů základních závitových spojovacích součástí.

Jedním řešením je systém, v rámci kterého jsou spojovací součásti s vnějším závitem (šrouby) vyráběny s velkou základní odchylkou, takže závit je vyroben mírně tenčí. Po žárovém zinkování takový šroub odpovídá vnitřnímu závitu v toleranční třídě závitu 6H („normální“ tolerance). Povolené odchylky vnějších závitů v rámci tohoto systému jsou standardizovány v normě ISO 965-4 jako toleranční třída závitu 6AZ (před zinkováním) a tento systém je označen jako žárově zinkovaný systém podle ISO. Šrouby jsou označeny třídou vlastností a dodatečným „U“.

Druhé řešení uvedené v ISO 10684 spočívá ve vyříznutí vnitřních závitů (matic) poněkud větších (nadměrná velikost), aby odpovídaly příslušné závitové spojovací součásti s vnějším závitem (šroubu), a toto řešení je označeno jako žárově zinkovaný systém nadměrné velikosti. Limity nadměrné velikosti matic jsou standardizovány v normě ISO 965-5, a třída tolerance závitu matic se závitem nadměrné velikosti je označena 6AZ. Matice jsou označeny třídou vlastností a dodatečným „Z“.

Tyto dva systémy nesmí být nikdy kombinovány, protože by to vedlo buď k potížím s párováním závitů (šroub s nadměrnou velikostí s maticí podle ISO) nebo ke kritickému snížení pevnosti závitového spoje (šroub podle ISO s maticí se závitem nadměrné velikosti). 

Zdroj: Thielco Metal Coating

Všeobecně lze uvést, že mechanické vlastnosti šroubů podle ISO 898-1 a matic podle ISO 898-2 nejsou žárovým zinkováním ovlivněny. Jedinou výjimku uvádí ISO 10684 u průměrů M8 a M10 (v příloze A); u těchto rozměrů je zatížitelnost snížena přibližně o 20 %. Podrobnosti viz EN 10684.

Nicméně u stále hojně používaných matic DIN 934 je žárové zinkování prováděno podle DIN 267-10 (zastaralá norma) a tato norma umožňuje snížení zatížitelnosti u všech žárově zinkovaných spojovacích součástí. Zatížitelnost kombinace matice/šroub s maticemi DIN 934 je snížena přibližně o 5 % u největší velikosti M36, a tato hodnota se postupně zvyšuje až na snížení zatížitelnosti o 20 % u největší velikosti M6. Další specifické hodnoty naleznete v DIN 267-10. Kvůli odchylkám od tolerancí závitu je povoleno stržení závitu šroubu při minimálním vypočteném namáhání tahem.

Když je povlak vystaven působení atmosféry, vytvoří se na něm vrstva produktů koroze (patina zinku). Tato vrstva obsahuje hlavně uhličitan zinečnatý, který další korozi brání, protože je téměř nerozpustný. Když žárově zinkovaná ocel zůstane po delší dobu mokrá v prostředí bez dostatečného větrání, může dojít k vytvoření bílého produktu koroze, „bílé rzi“, na rozsáhlé ploše, což může být nežádoucí z estetických důvodů nebo kvůli následnému lakování. Tvorbě bílé rzi lze zamezit odpovídajícím skladováním a balením nebo, v případě potřeby, konzervací zinku olejem nebo jeho pasivací v kyselině chromové.

Životnost protikorozní ochrany oceli závisí na tloušťce vrstvy zinku a na klimatických podmínkách, jak je uvedeno v grafu níže. Všeobecně je doba, po kterou vrstva zinku zajišťuje ochranu, chápána jako doba od vystavení vlivům do objevení koroze podkladového kovu, „červené rzi“, na více než 5 % povrchu.

Ochrana proti korozi vlivem působení:

C2 - Kontinentálního klimatu

C3 - Prostředí větších měst

C4 - Mírného průmyslového nebo pobřežního klimatu

C5 - Agresivního průmyslového klimatu

Tento graf je nutné chápat pouze jako orientační, protože nezohledňuje nepředvídatelné lokální vlivy.

Pokud dojde k poškrábání nebo odprýsknutí zinkového povlaku, zinková vrstva se v normálním atmosférickém prostředí pokouší poškozené místo zakrýt.

Protože je zinek méně ušlechtilý než železo (ocel), rozpouští se jako první, takže chrání ocel proti korozi, dokud nedojde k jeho úplnému rozpuštění.

Na místech, kde jsou v zinkovém povlaku mezery o velikosti 1,5 až 2 mm nebo na obnažených plochách do obsahu 10 mm2 zůstává ocel chráněna elektrochemickým procesem zvaným „katodové přemostění“. Zinek zajišťuje katodovou ochranu a nechráněná místa jsou zakryta nánosem solí zinku. Příkladem tohoto jevu je závit žárově zinkovaných matic, který je vyříznut až po žárovém zinkování. Vrstva zinku na závitu šroubu kompletně převezme ochranu závitu matice neopatřeného ochranným povlakem. Dalším důležitým aspektem katodové ochrany je, že pod vrstvou zinku nedochází k žádné korozi.

Schematický nákres „Katodového přemostění“:

Takzvaný duplexní systém je kombinací žárového zinkování a lakování. Jde o vhodné řešení ve velmi agresivní atmosféře (např. v blízkosti moře nebo v kyselém prostředí), když není možné provádět údržbu a opravy nebo když je požadována speciální barva. Tento systém může nabídnout 1,5 až 2,5krát delší ochranu než suma obou systémů samostatně. Při správném odmaštění se žárově zinkovaný povrch vyznačuje efektivní přilnavostí pro mnoho druhů nátěrů.