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44 K Stückverzinken im Fokus nachhaltiger Investitionsentscheidungen microZINQ sichert Funktion und Wirtschaftlichkeit langfristiger Investitionen Gestiegene kundenseitige Anforderungen in funktionalen Bereichen und der Einsatz hoch und höherfester Stähle lassen die Anwendung konventioneller Stückverzinkungsverfahren nicht immer zu. Das Gelsenkirchener Unternehmen Voigt & Schweitzer hat ein Dünnschichtverfahren mit dem Namen microZINQ entwickelt, das je nach Anwendungsfeld bei verbessertem Korrosionsschutz 80 % Zink einspart. Ein Verfahren, das die Ressourcen schont und einen wichtigen Schritt hin zu einer klimafreundlichen Zukunft markiert. Dafür wurde microZINQ als Vorreiter für den Klimaschutz in die KlimaExpo.NRW aufgenommen. Wie bei allen Werkstoffen ist auch beim Einsatz von Stahl der Korrosionsschutz ein wichtiges Thema für die Industrie. Stahl hat Beton hier einiges voraus: Denn ob und in welchem Umfang Instandhaltungsmaßnahmen und -kosten über die Standzeit eines Stahlbauwerks anfallen, hängt nicht nur vom Werkstoff, sondern auch von der Auswahl des Korrosionsschutzes ab. Für Stahl gibt es mehrere Möglichkeiten des Korrosionsschutzes. Besonders wirksam sind Beschichtungssysteme, die eine aktive Korrosionsschutzwirkung, sprich kathodischen Schutz, beinhalten. Hierbei wird durch den Einsatz eines unedleren Metallüberzuges wie Zink der Grundwerkstoff Stahl ge - schützt. Zink hat sich als besonders resistent herausgestellt. Da über ein Drittel des in Deutschland verarbeiteten Zinks im Korrosionsschutz verwendet wird, ist eine sparsame Verwendung des Rohstoffes nicht nur wirtschaftlich, sondern schont auch Umwelt und Ressourcen. Eine Methode des Korrosionsschutzes ist das Stückverzinken, ein Schmelztauchprozess, in dem Bauteile aus Stahl komplett in schmelzflüssiges Zink getaucht werden. Da das Zink mit dem Stahl metallurgisch reagiert, ist ein Unterrosten unmöglich. Das Bauteil wird komplett in die Schmelze eingelassen und erhält einen innen wie außen gleichwertigen Schutz (Hohlraumschutz). Aufgrund der metallurgischen Reaktion kommt es auch an den Bauteilkanten zu einem äquivalenten Schutz. Durch die aus der Reaktion zwischen Stahl und Zink entstehende Verbindung ist die Oberfläche mechanisch extrem belastbar. Damit wird deutlich, dass stückverzinkter Stahl vor allem organisch beschichteten Stahlkonstruktionen weit überlegen ist. So durchläuft beispielsweise der mit Farbe geschützte Eiffelturm derzeit die 19. Instandhaltungskampagne, was einer durchschnittlichen Standzeit der Beschichtung von weniger als sieben Jahren entspricht. Bei beschichteten Bauteilen müssen bereits in der Mon tagephase präventive Maßnahmen gegen Montageschäden getroffen werden und jede weitere mechanische Beeinträchtigung macht Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. So hat sich die Stückverzinkung gerade bei komplexen Bauteilgruppen und Schweißbauteilen aus dem Bereich der Fahrzeug- und Nutzfahrzeugindustrie, bei größeren Komponenten im Maschinen- und Anlagenbau und bei schweren Konstruktionen aus Stahl insbesondere im Bereich von Infrastrukturanwendungen als Verfahren für einen nachhaltigen Korrosionsschutz be - währt. Interessant ist das Verhalten von Schmelztauchüberzügen in der mikroklimatischen Umgebung (Einsatzort bzw. Einbaulage). Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass die Haltbarkeit eines Stückverzinkungsüberzuges nicht nur eine Frage der Schichtdicke, sondern im Besonderen eine Frage der Passivität der Zinkoberfläche ist: Wie reagiert die Zinkoberfläche, neben der mechanischen Belastung durch z. B. Steinschläge, auf niedrige pH-Werte? Mit dem von Voigt & Schweitzer entwickelten Dünnzinkverfahren sind die Zinkschichten beim Verzinken nur noch zehn statt - ZINQ basiert auf einer eutektischen Zink- Aluminium-Legierung. Die bereits 2004 patentierte Technologie benötigt nur ein Sechstel einer herkömmlichen Stückverzinkung und verknüpft die prozessseitigen Vorteile der Stückverzinkung mit der Leistungsfähigkeit der sonst auf die Bandverzinkung begrenzten Zink-Aluminium-Schmelzen. In einem Langzeitversuch an Leitplanken der A48 in der Eifel wurde der Erfolg des Verfahrens nachgewiesen. Allein bei Verkehrsrückhaltesystemen könnten so jedes Jahr rd. 50.000 t CO 2 eingespart werden. Auch nach fünf Jahren konnte keine Rostbildung stahlmarkt 6.2018
K 45 (Fotos: ZINQ) Millionenfach bewährt im Dauereinsatz gegen Feuchtsalz und Steinschlag: mikroverzinkter Sturzlenker. Zink-Aluminium-Stückverzinkung widersteht auch in extremen Mikroklimaten. festgestellt werden, alle Kanten sind noch voll verzinkt und der Zinkabtrag in die Um - welt bleibt geringer als bei üblichen Verfahren. Deutschlandweit beträgt der Zinkabtrag in die Umwelt jedes Jahr 784 t, allein im Bereich der Straßenausrüstung entstehen davon 300 t. Hier verbirgt sich für den Um - weltschutz großes Potenzial. Darüber hinaus besitzt Voigt & Schweitzer mit den beiden Stückverzinkungsoberflächen microZINQ und duroZINQ die weltweit einzigen Cradle-to-Cradle (C2C)-zertifizierten Oberflächen der Welt. Durch ZINQ-Oberflächen wird die Lebenserwartung des Werkstoffes Stahl nicht nur erheblich – um Jahrzehnte – verlängert, sondern am Lebensende hat der Kunde ein vollständig recyclingfähiges Produkt. Im Unterschied zur Lehre der Effizienz im Umgang mit Energie und Ressourcen ist in der C2C-Philosophie die Nutzung von Ressourcen keine Frage der Quantität, sondern der Qualität. Voraussetzung ist die Verwendung von hochwertigen, »guten« Ma terialien und die Möglichkeit, die Materialqualität jederzeit in geschlossenen Kreisläufen aufrechtzuerhalten. Das effiziente, hochleistungsfähige Korrosionsschutzsystem kann auf frei definierte Bauteilgeometrien angewendet werden und hält der Belastung in PKW- und Nutzfahrzeugunterbodenbereichen mit Feuchtsalzen und zusätzlicher mechanischer Belastung durch Steinschlag stand. Verbesserte Passiveigenschaften ermöglichen den Einsatz stückverzinkten Stahls auch in chemisch stärker belasteten Bereichen, in denen eine Anwendung stückverzinkter Oberflächen bisher nicht vorgesehen war, so im Bereich der Lebensmittelindustrie bei starker Salzbelastung oder in der Agrotechnik mit erhöhter Ammoniakkonzentration. Mit den innovativen Ansätzen im Bereich der Stückverzinkung ergeben sich neue Perspektiven für die Anwender stückverzinkten Stahls, um Investitionen in Stahlkonstruktionen – gleich für welchen Verwendungszweck – langfristig abzusichern. Ziel der Korrosionsschutzplanung muss es sein, die erwartete, möglichst lange Schutzdauer optimal mit den Bedingungen am konkreten Verwendungsort einer Stahlkonstruktion oder der Einbaulage eines Bauteils abzustimmen, gleichzeitig aber einen ressourcenschonenden bzw. nachhaltigen Korrosionsschutz zu wählen. Mit seinem innovativen Ansatz zum Korrosionsschutz hat das Projekt Modellcharakter für Nordrhein-Westfalen. Denn es zeigt, dass ressourcenschonendes Handeln in der Metallbearbeitung nicht nur das Klima schont, sondern auch der Wirtschaftlichkeit der Branche dienen kann. Auch Voigt & Schweitzer selbst profitierten von dem Einsatz des Verfahrens, denn durch die geänderte Zusammensetzung verringert sich der Schmelzpunkt der Legierung. So kann das Unternehmen seinen Gasbedarf um 5 % reduzieren. Vor diesem Hintergrund und als Musterbeispiel für innovative Konzepte, die zum Gelingen der Energiewende beitragen, wurde das Projekt 2015 von der KlimaExpo. NRW in ihre Leistungsschau aufgenommen. Die landesweite Initiative zeichnet Akteure und Projekte aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft aus Nordrhein- Westfalen für ihr Engagement im Klimaschutz aus. Ziel dabei ist es, erfolgreiche Projekte in innovativen Formaten einem breiten Publikum zu präsentieren und zu - sätzliches Engagement für den Schutz des Klimas zu initiieren. « ZINQ ® Technologie GmbH An den Schleusen 6 45881 Gelsenkirchen Tel. +49 209 9403-400 www.zinq-technologie.com (sm 180606298) stahlmarkt 6.2018
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