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Handbuch Feuerverzinken, 4. Auflage

Handbuch Feuerverzinken, 4. Auflage

Peter Peißker (Editor), Mark Huckshold (Editor)

ISBN: 978-3-527-68655-1

Jul 2016

444 pages

Vorwort zur vierten Auflage XI

Einleitung XIII

In memoriam Dr. PeterMaaß XV

Autorenliste XVII

1 Die Geschichte der Feuerverzinkung 1

M. Huckshold

1.1 Geschichtliche Entwicklung von Zink 1

1.2 Die Erfindung der Feuerverzinkung 2

1.3 Der wirtschaftliche Aufstieg der Feuerverzinkung 2

Literatur 5

2 Theoretische Grundlagen 7

W.-D. Schulz, M. Huckshold und S. Six

2.1 Korrosionsschutzverfahren 7

2.2 Die Schichtbildung beim Feuerverzinken (Stückverzinken) 10

2.2.1 Allgemeines 10

2.2.2 Einfluss der Stahlzusammensetzung, Schmelzetemperatur und Tauchdauer auf die Schichtbildung in unlegiertenZinkschmelzen 15

2.2.3 Strukturen von Zinküberzügen 19

2.2.4 Allgemeine Theorie der Schichtbildung [9–12] 23

2.2.5 Zinkschmelzen 30

2.2.6 Flüssigmetallinduzierte Spannungsrisskorrosion (LMAC/LME) 34

2.2.7 Schichtausbildung auf Verzinkungskesseln 36

2.3 Korrosionsschutz durch Zinküberzüge 37

2.3.1 Allgemeines 37

2.3.2 Korrosion an der Atmosphäre 42

2.3.3 Korrosion inWässern 46

2.3.4 Korrosion in Erdböden 49

2.3.5 Korrosion im Betonbau 50

2.3.6 Korrosion in der Landwirtschaft 51

2.3.7 Korrosion in nicht wässrigen Medien 53

2.3.8 Korrosionsverhalten höher legierter Zinküberzüge 53

2.3.9 Korrosionsprüfung 54

Literatur 54

3 Bau und Ausrüstungen von Feuerverzinkungsanlagen 59

P. Peißker, M.Huckshold, R. Cramer, C. Kaßner, J. Koglin, P. Kordt, F. Nerat, A. Lüling, N. Prinz und F. Schmelz

3.1 Anlagenplanung und Ausführung 59

3.1.1 Vorplanung 60

3.1.2 Vorschriften und Genehmigungen 62

3.1.3 Technische Ausrüstungen sowie bauliche und rechtliche Anforderungen 66

3.2 Anlagenlayout und Aufstellungsvarianten 75

3.2.1 Geradliniger Durchlauf 76

3.2.2 GeradlinigerDurchlaufmit seitlichemRüstbereich undKreisringbahn im Verzinkungsbereich 78

3.2.3 U-Förmiger Durchlauf 79

3.2.4 Längliche Aufstellungsvariante mit Automatikverteilerkran und Tunneltrockner, auch Doppeltauchungen möglich 81

3.2.5 T-förmiger Durchlauf mit getrennten Rüstbereichen und Drehweichen 84

3.3 Innerbetrieblicher Transport 86

3.3.1 Auf- und Abrüststationen 86

3.3.2 Gestelle, Traversen, Hilfsvorrichtungen 86

3.3.3 Krananlagen 91

3.3.4 Fördereinrichtungen 99

3.3.5 Automatisierungstechnik 100

3.4 Anlagen zurOberflächenvorbereitung undNachbehandlung 104

3.4.1 Behälter 104

3.4.2 Heizplatten 106

3.4.3 Anlagentechnik zur Prozessoptimierung beim Beizen 107

3.4.4 Einhausung vonVorbereitungsanlagen (gekapselte Systeme) 108

3.4.5 Anlagen für die Aufbereitung von Spülwässern 112

3.4.6 Anlagentechnik zur Flussmittelaufbereitung 113

3.5 Trockenöfen 117

3.6 Verzinkungskessel aus Stahl 120

3.6.1 Verzinkungsöfen für Stahlkessel 123

3.6.2 Verzinkungsöfen für Stahlkessel mit Umwälzbeheizung 125

3.6.3 Verzinkungsöfen für Stahlkesselmit Flächenbrennerbeheizung 126

3.6.4 Verzinkungsöfen für Stahlkesselmit Impulsbrennerbeheizung 127

3.6.5 Verzinkungsöfen für Stahlkessel mit Induktionsbeheizung 128

3.6.6 Verzinkungsöfen für StahlkesselmitWiderstandsbeheizung 128

Inhaltsverzeichnis VII

3.7 Verzinkungsöfen für keramische Kessel 129

3.7.1 Verzinkungsöfen für keramische Kessel mit Tauchbrennerbeheizung 130

3.7.2 Verzinkungsöfen für keramische Kessel mit Oberflächenbeheizung 131

3.7.3 Verzinkungsöfen für keramischeKesselmitRinneninduktor 132

3.8 Verzinkungskesseleinhausungen 133

3.8.1 Querstehende Einhausung, stationär 133

3.8.2 Querstehende kranverfahrbare Einhausung 135

3.8.3 Längsstehende Einhausung 136

3.9 Sonstige Ausrüstungen am Verzinkungskessel 137

3.9.1 Geräte zur Reinhaltung der Zinkschmelze 137

3.9.2 Geräte zum Ziehen von Hartzink und Hartzinkformen 138

3.9.3 Zinkpumpen 139

3.10 Anlagen zur Luftreinhaltung 141

3.10.1 Lüftungssysteme 142

3.10.2 Erfassungssysteme 143

3.10.3 Rückhaltesysteme 148

3.10.4 Saugzuggebläse 160

3.10.5 Ableitung der Emissionen 162

3.10.6 Filteranlagen 164

3.11 Anlagen für Sonderverfahren 164

3.11.1 Automatische Kleinteilverzinkungsanlage 164

3.11.2 Automatische Roboterschleuderverzinkungsanlagen, Korb- und Gestellverzinkung 167

3.11.3 Rohrverzinkungsanlagen 169

Literatur 170

4 Betrieb von Feuerverzinkungsanlagen 173

P.Peißker,M.Huckshold, R.Cramer,H.Herwig,C.Kaßner,A.Lüling, F. Nerat, N. Prinz und W.-D. Schulz

4.1 Wareneingang, Lagerung, Auf- und Abrüstung 174

4.1.1 Wareneingang und Lagerung unverzinkter Bauteile 174

4.1.2 Auf- und Abrüsten 176

4.1.3 Lagern verzinkter Bauteile 177

4.2 Technologie der Oberflächenvorbereitung 178

4.2.1 Einflussgrößen 178

4.2.2 Mechanische Oberflächenvorbereitungsverfahren 183

4.2.3 Chemisches Reinigen und Entfetten 185

4.2.4 Spülen 195

4.2.5 Beizen 198

4.2.6 Flussmittelbehandlung 216

4.2.7 Trocknen 222

4.3 Technologie der Feuerverzinkung 223

4.3.1 Verfahrenstechnische Varianten 223

VIII Inhaltsverzeichnis

4.3.2 Einstellen der Zinkschmelze 230

4.3.3 Betriebsweise des Verzinkungskessels 242

4.3.4 Der Verzinkungsvorgang 248

4.3.5 Nachbehandlung von feuerverzinktem Stahl 252

4.3.6 Nacharbeit und Ausbessern 256

4.3.7 Kollieren 258

4.4 Lagern von Chemikalien und Hilfsstoffen 259

4.5 Behandlung von Abfällen 260

4.5.1 Allgemeines 260

4.5.2 Stahl- und Zinkstaub 262

4.5.3 Entfettungslösungen 262

4.5.4 Beizlösungen/Altbeizen 262

4.5.5 Flussmittellösungen 264

4.5.6 Zinkhaltige Abfälle 264

4.5.7 Weitere Abfälle, Reststoffe 265

4.6 Umweltschutz 266

4.6.1 Immissionsschutz im Betrieb 268

4.6.2 Wartung und Instandhaltung, Prüfpflichten 269

4.6.3 PraktischeMaßnahmen zum Umweltschutz 270

4.7 Arbeitssicherheit 273

4.7.1 Gesetzliches Regelwerk im Arbeitsschutz in der Übersicht 273

4.7.2 Lärm und Lärmschutz 276

4.7.3 Arbeitsräume und -bereiche 277

4.7.4 Betriebsanweisungen/Unterweisungen 282

4.7.5 Persönliche Schutzausrüstungen 282

4.7.6 Umgang mit Gefahrstoffen 286

4.7.7 Sicherheitskennzeichnung am Arbeitsplatz 287

4.7.8 Gesetzliche Beauftragte im Umwelt- und Arbeitsschutz 287

4.8 Managementsysteme in Feuerverzinkereien 288

4.8.1 Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO 9001 288

4.8.2 Umsetzung der DIN EN ISO 9001 in Feuerverzinkereien 289

4.8.3 Umweltmanagementsysteme 298

4.8.4 Weitere Managementsysteme 299

Literatur 300

5 Anwendung der Feuerverzinkung 305

M. Huckshold

5.1 Eigenschaften feuerverzinkter Überzüge 305

5.2 Anwendungsmöglichkeiten und Beispiele für die Feuerverzinkung 309

5.2.1 Allgemeines 309

5.2.2 Metallhandwerk 310

5.2.3 Stahlbau 311

5.2.4 Fassaden 311

5.2.5 Energietechnik 312

5.2.6 Verkehrstechnik 313

Inhaltsverzeichnis IX

5.2.7 Feuerverzinkter Betonstahl 313

5.2.8 Landwirtschaft 313

5.2.9 Maschinenbau 314

5.2.10 Fahrzeugbau 315

5.2.11 Duplex-Systeme 315

5.3 Normen und Regelwerke zum Feuerverzinken 316

5.3.1 DIN EN ISO 1461 316

5.3.2 DIN EN ISO 14713, Teile 1 und 2 317

5.3.3 DASt-Richtlinie 022 319

5.3.4 Feuerverzinkte Verbindungsmittel nachDINENISO10684 321

5.3.5 Feuerverzinkte Rohre nach DIN EN 10240 321

5.3.6 Feuerverzinkter Betonstahl – Normen und Regelwerke 322

5.3.7 Bandverzinken nach DIN EN 10346 und DIN EN 10143 323

5.3.8 Duplex-Systeme 324

5.3.9 Weitere Regelwerke 326

5.4 Feuerverzinkungsgerechtes Konstruieren und Fertigen 326

5.4.1 Allgemeines 326

5.4.2 Stahlsortenauswahl 328

5.4.3 Oberflächenvorbereitung 330

5.4.4 Grundsätze der baulichen Durchbildung 330

5.4.5 Ausbessern von Fehlstellen 343

5.4.6 Abnahme und Prüfungen 343

5.5 Fehlererscheinungen versus Abweichungen von normativen Vorgaben 343

5.5.1 Überblick zu Fehlererscheinungen an feuerverzinktem Stahl 343

5.5.2 Prüfung der Einhaltung normativer Vorgaben für feuerverzinkte Stähle 345

5.6 Wirtschaftlichkeit der Feuerverzinkung 351

5.6.1 Allgemeines 351

5.6.2 Wirtschaftliche Kriterien bei der Korrosionsschutzwahl 352

5.6.3 Erstschutzkosten 352

5.6.4 Schutzdauer 352

5.6.5 Folge- und Instandsetzungskosten 354

Literatur 355

6 Beschichten von feuerverzinktem Stahl – Duplex-Systeme 357

S. Berger und A. Schneider

6.1 Grundlagen 357

6.2 Oberflächenvorbereitung desZinküberzuges für die Beschichtung 361

6.2.1 Forderungen an die Oberfläche der zu beschichtenden Zinküberzüge 361

6.2.2 Oberflächenvorbereitungs- und -behandlungsverfahren 362

6.3 Beschichtungsverfahren, Beschichtungsstoffe 366

6.3.1 Flüsssigbeschichten und Flüssigbeschichtungsstoffe [2] 366

6.3.2 Pulverbeschichten und Pulverbeschichtungsstoffe [3] 368

6.4 Ausführungsfehler/Qualitätsabweichungen beiDuplex-Systemen 373

6.4.1 Ausführungsfehler Feuerverzinkung/Nachbearbeitung 373

6.4.2 AusführungsfehlerOberflächenvorbereitung desZinküberzuges 377

6.4.3 Ausführungsfehler Beschichtung 379

6.4.4 Schadensfälle ohne eindeutige Ursachenzuordnung 382

Literatur 383

Anhang A Normenliste 385

Anhang B Übersicht gesetzlicher Regelwerke 393

Anhang C Arbeitshilfe zum Übergang von der ISO 9001:2008 auf die ISO 9001:2015 405

AnhangD PhysikalischeMetallkonstantender fürdie Feuerverzinkerei wichtigen Metalle 411

AnhangE Spezifische Schnellprüfmethodenzur Ermittlungder Art des Überzugmetalls und der Rohstoffe 415

Anhang F Formeln undMolekularmassen von Verbindungen für die Feuerverzinkerei 417

Stichwortverzeichnis 421