TŰZIHORGANYZÁS
A tűzihorganyzás is egy általánosan elterjedt felületkezelési eljárás az acél kötőelemeknél. Nagyon megbízható és tartós korrózió elleni védelmet biztosít. Az acél eszközök tűzihorganyzását az ISO 1461 szabvány írja le, de kötőelemekre lkétezik egy külön szabvány, az ISO 10684. Dióhéjban tehát a tűzihorganyzás elég egyszerű: a kötőelemeket olvadt cinkfürdőbe mártják (a normál hőmérséklete 455-480°C, magas hőmérskleten 530-560°C), megpörgetik, hogy a többlet cinket eltávolítsák róla, majd vízben lehűtve megszilárdítják a cinket. Ez egy viszonylag vastag cinkréteget eredményez (40 - 70 mikron) a termék felületén, az elektromos horganyzáshoz viszonyítva (3 - 20 mikron). Az anyákat is hasonló eljárásnak vetik alá, habár az anya menetét még nem alakították ki. Az anyák menetét mindig a tűzihorganyzás után kell metszeni. Emiatt a belső menet fedetlen lesz (nem borítja cink), de ennek nincs semmilyen káros hatása a korrózióvédelem szempontjából, amint azt lejjebb illusztráljuk. A tűzihorganyzás eljárását általában M8 átmérőjű vagy nagyobb kötőelemeknél alkalamzzák.
A nagy mennyiségű cink kiváló korrózió elleni védelmet biztosít normál külső körülmények között, azonban megvan az a hátránya, hogy a rétegvasatgsága lényegesen nagyobb, mint a menet tűrésmezeje és ez problémát okoz minden menetes kötőelemnél.
Ennek a problémának a megoldására az ISO 10684 két megoldást kínál. Mindkettő az alapul használt menetes kötőelem méreteinek megváltoztatásával jár.
Az egyik megoldás az a rendszer, ahol a külső menetes kötőelemek (csavarok) alapból más méretben készülnek (a menetet kissé vékonyabbra gyártják). A galvanizálást követően a csavar beleillik egy 6H menettolerancia osztályú belső menetbe (a „normál” tolerancia). Ennél a rendszernél a külső menetek tűrésmezőit az ISO 965-4 szabvány írja le, mint 6az menet tolerancia osztály (galvanizálás előtt) és a rendszert úgy jelölik, mint ISO-nak megfelelő tűzihorganyzási rendszert. A csavarokon megjelölik a besorolási osztályt és egy hozzáadott “U” betűt.
A másik megoldás – amit az ISO 10684 nyújt – az az, hogy a belső menetet (az anyán) egy kicsit nagyobbra méretezik (túlméretes), így passzolni fognak a galvanizált külső menetes kötőelemekkel (csavarokkal) – ezt hívják túlméretes tűzihorganyzási rendszernek. Az anya túlméretezési határértékeit az ISO 965-5 szabványosítja, a túlméretezett anyák menettolerancia osztályát 6AZ-vel jelölik. Az anyákon feltüntetik a besorolási osztályt és egy “Z” betűt.
Figyeljünk, hogy soha ne keverjük össze a két rendszert, mert ez vagy illesztési problémákat okoz (túlméretezett csavar ISO anyával) vagy a menetes kötés teherbírása kritikus módon csökken (ISO csavar túlméretezett anyával).
Source: Thielco Metal Coating
Menetes kötőelem teherbírása
Általában véve kijelenthető, hogy a csavarok ISO 898-1-nek megfelelő és az anyák ISO 898-2 szerinti mechanikai tulajdinságait nem befolyásolja a tűzihorganyzás. Az ISO 10684 csak az M 8 és M 10 átmérőknél tesz kivételt (az A mellékletben), mert ezeknek a méreteknek a teherbírása megközelítőleg 20%-al csökken. További részleteket illetően kérjük, forduljon az EN 10684-hez.
Azonban a még mindig általánosan elterjedt DIN 934 anyák esetében a tűzihorganyzást az (elavult) DIN 267-10 szerint végzik el, ez a szabvány pedig megengedi a teherbírás csökkenését minden tűzihorganyzott kötőelem esetében. Az anya/csavar kombináció teherbírása DIN 934-es anyával körülbelül 5%-al csökken a legnagyobb méret esetében, az M36-nál és ez az érték fokozatosan nő egészen 20%-ig a legkisebb – az M6-os – méret esetében. A többi érték megtalálhatóak a DIN 267-10 szabványban. A csavar menettoleranciáinak az eltérései miatt a csavar menete kiszakadhat a minimális szakító terhelésnél.
Légköri korrózió tűzihorganyzott acélon
Amikor a bevonat levegőnek van kitéve, egy korróziós réteg képződik rajta (cink patina), ami főként cink karbonátból áll, amely meggátolja a további korróziót, mivel majdnem oldhatatlan. Ha a galvanizált acél hosszabb ideig nedves marad és nem megfelelő a levegőztetés, fehér korróziós réteg , úgynevezett „fehér rozsda”, képződhet rajta, ami esztétikai okokból vagy festés miatt nemkívánatos lehet. A fehér rozsda kialakulását megfelelő tárolással és csomagolással meggátolhatjuk, vagy ha szükséges a cink olajozásával vagy krómos savban történő passziválásával.
A klíma befolyása arra, hogy milyen hosszú ideig marad védett a tűzihorganyzott acél
Az, hogy az acél milyen hosszú ideig marad védett a korrózióval szemben, egyenesen arányos a cink bevonat vastagságával és függ a klímatikus viszonyoktól is, amint azt az alábbi grafikon mutatja. Általában a cink réteg által nyújtott védelem idejét úgy határozzák meg, mint az az idő, ami a levegőre kitételtől addig telik el, amikor az alapfém korróziója – a „vörös rozsda” – a felület több, mint 5%-án megfigyelhető.
Korrózió elleni védelem változása a klíma hatására:
C2 - Kontinentális éghajlat
C3 - Nagyvárosi környezet
C4 - Enyhébb ipari környezet vagy partvidéki klíma
C5 - Aggresszív ipari környezet
Ez a grafikon az előre nem látható helyi viszonyok miatt csak hozzávetőleges becslésre használható.
Tűzihorganyzott kötőelemek öngyógyító mechanizmusa
IAmennyiben a cinkhorgany bevonat megkarcolódik vagy lepattogzik, normál légköri viszonyok között a cinkbevonat megpróbálja lefedni a károsodott felületet.
Mivel a cink kevésbé nemes fém, mint a vas (acél), először a cink korrodálódik, megvédve az acélt a korróziótól egészen addig, amíg a cink teljesen el nem korrodálódik.
Olyan helyeken, ahol hézagos a 1,5 – 2 mm vastag cinkréteg vagy 10 mm2 –ig terjedő nagyságú csupasz felületeken az acélt továbbra is védi egy „katódos áthidalás”-nak nevezett elektrokémiai reakció. A cink feláldozódik a védelem érdekében, a védtelen területeket pedig rárakódott cinksók fedik. Jó példa erre a jelenségre a tűzihorganyzott anyák menete, amit a galvanizálás után vágnak. A csavarmeneten lévő cinkréteg teljesen átveszi az anya bevonat nélküli menetének a védelmét. A katódos védelem másik lényeges tulajdonsága, hogy a cinkréteg alatt nem jelenik meg korrózió.
A „katódos áthidalás” sematikus rajza:
Tűzihorganyzott felületek festése
Az úgynevezett duplex rendszer a tűzihorganyzás és a festés kombinációja. Jó megoldást kínál agresszív környezetben is (pl. tenger közelében vagy savas környezetben), amikor a karbantartástz és a javítást gyakorlatilag lehetetlen elvégezni, vagy amikor speciális színt igényelnek. Ez a rendszer 1,5-2,5-szer hosszabb ideig biztosít védelmet, mint a két rendszer összeadott védelmi ideje. Rendesen megtisztítva a tűzihorganyzás jó tapadást kínál számos festéktípusnak.