Sinkitys – menetelmät ja kustannukset vertailussa

Mitä sinkitys on?

Sinkitys on pintakäsittelyn muoto, joka suojaa terästä erityisen hyvin korroosiolta. Sinkityksessä metallin pintaan muodostetaan eri menetelmillä ohut sinkkikerros.

Mitä etuja sinkityksellä on maalaukseen verrattuna?

Tavalliset pinnoitteet, kuten maalit tai jauhemaalit, suojaavat osaa estämällä reaktion hapen kanssa (hapettumisen), kun taas sinkitys antaa lisäksi myös katodisen korroosiosuojan. Näin teräs on suojattu korroosiolta myös pienempien vaurioiden, kuten naarmujen, viiltojen tai porausten kohdalla sekä reunoilla.

Sinkitty teräs kestää säärasitusta ongelmitta monia vuosia, eivätkä pienetkään vauriot vaikuta teräksen lujuuteen. Maalatuissa osissa vauriot sen sijaan on korjattava läpiruostumisen estämiseksi.

Mitä katodisella korroosiosuojauksella tarkoitetaan?

Pinnoitteen sinkki on epäjalompaa kuin sen alla oleva teräsrakenne. Sinkkikerros toimii siksi niin sanottuna uhrautuvana anodina, joka hapettuu ensin. Tämän ansiosta alla oleva teräsrakenne on suojattu korroosiolta niin kauan, kunnes sinkkikerros on kulunut loppuun. Suoja säilyy myös pinnan vaurioituessa ja kestää hyvin pitkään.

Voivatko sinkityt osat ruostua?

Sinkitys antaa erittäin hyvän korroosiosuojan, mutta ajan mittaan ruostetta voi silti esiintyä. Sinkittyjä osia käytettäessä on otettava huomioon seuraavat seikat:

• Korroosion välttämiseksi suuremmat pintavauriot on korjattava. Tähän voidaan käyttää sinkkipölymaalia.
• Osien ympäristö vaikuttaa sinkkikerroksen käyttöikään. Kosteus tai suolat lisäävät johtavuutta ja edistävät korroosiota. Tähän on kiinnitettävä huomiota erityisesti rannikkoalueilla.
• Kontaktikorroosiota edistää niin ikään ympäristön suurempi johtavuus. Kontaktikorroosion välttämiseksi on kiinnitystarvikkeiden valinnassa ja eri materiaaleja käytettäessä otettava huomioon sähkökemiallinen potentiaali. Ongelmallinen on muun muassa liitos kupariin tai ruostumattomaan teräkseen. Myös uhrautuvana anodina toimivan sinkkikerroksen massalla on merkitystä. Ruostumattomat ruuvit sinkityn levyn kiinnittämiseen ovat yleensä ongelmattomia, mutta jos ruostumaton teräslevy kiinnitetään sinkityllä ruuvilla, syntyy korroosiota.

Lisätietoja asianmukaisesta sinkityksestä ja sinkittyjen teräsrakenteiden käsittelystä löydätte tekstin lopussa luetelluista standardeista.

Mitä sinkitysmenetelmiä on olemassa?

Kuumasinkitys

Kuumasinkityksessä teräsrakenne tai osat upotetaan sulaan sinkkikylpyyn. Sinkin lämpötila on tällöin noin 450 °C. Sinkkikerroksen paksuus on 50–150 mikrometriä. Jatkuvatoimisissa nauhasinkityslinjoissa, joita käytetään esimerkiksi teräslevyjen tai putkien sinkitykseen, saadaan aikaan myös selvästi ohuempia sinkkikerroksia.

Suuret osat ripustetaan yksitellen ja upotetaan sinkkikylpyyn. Pienet osat linkosinkitetään. Tällöin osat upotetaan koreissa sinkkikylpyyn, minkä jälkeen ylimääräinen sinkki poistetaan lingossa.

Kuumasinkityksen toiminnan näette viereisestä selitysvideosta, jonka on tuottanut Institut Feuerverzinken.

Mitä kuumasinkityksessä on otettava huomioon?

Kuumasinkitystä varten osat on esikäsiteltävä asianmukaisesti. On varmistettava, että sula sinkki pääsee osan kaikkiin kohtiin ja pääsee myös valumaan pois. Tätä varten porataan sisäänvirtaus- ja ilmanpoistoaukot. Osien on lisäksi oltava puhtaita ennen sinkitystä. Maalit, öljy ja muut jäämät on poistettava kokonaan. Puhdistus voidaan tehdä myös sinkittämössä.

Kuumennus voi aiheuttaa muodonmuutoksia. Tämä on ongelmallista erityisesti hitsatuissa osissa sekä ohutseinäisissä ja suurikokoisissa levyissä. Tiukat toleranssit on siksi viimeisteltävä jälkikäteen. Kierteet on leikattava uudelleen sinkityksen jälkeen.

Kuumasinkityksessä osat upotetaan sulaan sinkkikylpyyn. On täysin normaalia, että sinkkikerroksen paksuus ei ole kaikkialla sama. Pintaa ei voi verrata maalattuun pintaan. Prosessista johtuen voi esiintyä virhekohtia, jotka on standardin EN ISO 1461 mukaan hyväksyttävä. Erityisen ongelmallisia ovat terävät reunat ja painaumat.

Kuumasinkityt osat voidaan tämän jälkeen myös jauhemaalata tai maalata. Hyvän pinnanlaadun saavuttamiseksi ne on käsiteltävä sinkityksen jälkeen. Hienoviimeistelyllä poistetaan virhekohdat ja tasoitetaan pinta. Jotta maali tarttuu sinkkikerrokseen, pinta on käsiteltävä kemiallisesti.

Mistä löytää kuumasinkityspalvelujen tarjoajia?

Hakemistosta Stahlbau-Lieferant.de löydätte joitakin kuumasinkityspalvelujen tarjoajia Itävallasta ja Itä-Euroopasta. Luettelon saksalaisista kuumasinkittämöistä löydätte Industrieverband Feuerverzinken -järjestön sivuilta. Sinkityksen kuljetuskustannusten pitämiseksi alhaisina on suositeltavaa valita sinkittämö toimittajan tai asiakkaan läheltä.

Sähkösinkitys

Sähkösinkityksessä osia ei upoteta sinkkisulaan vaan elektrolyyttikylpyyn. Teräsrakenne tai osat toimivat sähkösinkityksessä katodina. Anodina toimii puhtaasta sinkistä valmistettu elektrodi. Kun jännite kytketään, teräsrakenteen pintaan saostuu sinkkikerros.

Sinkkikerroksen paksuutta voidaan säätää prosessin kestolla. Sinkkikerros ei kuitenkaan muodostu kaikkialla yhtä paksuksi. Yleensä saavutetaan 5–40 mikrometrin kerrospaksuudet, mikä on selvästi vähemmän kuin kuumasinkityksessä.

Sähkösinkityksen antama korroosiosuoja on siksi lähtökohtaisesti heikompi kuin kuumasinkityksessä, mutta menetelmällä on myös monia etuja.

Mitä eroa on sähkösinkityksellä ja kuumasinkityksellä?

• Sinkkikerroksen ohuuden ansiosta osien mittatarkkuus on sähkösinkityksessä parempi kuin kuumasinkityksessä.
• Sähkösinkityksessä kierteitä ei tarvitse viimeistellä jälkikäteen.
• Sähkösinkitystä voidaan käyttää myös lämpöherkille kappaleille. Kuumasinkityksessä ne vääntyisivät lämmön vaikutuksesta.
• Korroosiosuojan parantamiseksi edelleen osat voidaan vielä kromatoida tai jauhemaalata.

Kuumasinkitys antaa selvästi paremman korroosiosuojan kuin sähkösinkitys. Kun kyse on yksinkertaisten osien korroosionkestävyydestä, kuumasinkitys on paras valinta. Jos osien on oltava tarkkoja tai niillä on oltava mahdollisimman tasainen pinta, sähkösinkitys soveltuu paremmin. Sähkösinkitys on edullinen myös osille, jotka ovat alttiita vääntymiselle.

Ruiskusinkitys

Ruiskusinkityksessä sinkkilanka sulatetaan ja ruiskutetaan paineilmalla kappaleen pintaan maalauksen tapaan. Kerrospaksuudet ovat samaa luokkaa kuin kuumasinkityksessä, 80–150 mikrometriä. Ratkaisevia haittoja ovat, että menetelmää ei voida käyttää onteloissa ja että työmäärä on suhteellisen suuri. Toisaalta ruiskusinkitystä voidaan käyttää myös osiin, jotka eivät sovellu kuumasinkitykseen, ja se voidaan tehdä myös suoraan työmaalla. Ruiskusinkitys ei vaadi kuivumisaikoja, koska sinkki jähmettyy välittömästi.

Kuumasinkityksessä osien koko riippuu sinkkialtaan mitoista. Monet sinkittämöt pystyvät sinkitsemään vain enintään 8 m pituisia osia, jotkut jopa 15 m pituisia. Ruiskusinkityksellä voidaan pinnoittaa myös osia, jotka ovat liian suuria kuumasinkitykseen.

Ruiskusinkityksessä kerrospaksuutta voidaan säätää tapauskohtaisesti. Osassa voi olla tärkeissä kohdissa paksumpi kerros.

Mitä sinkitys maksaa vuonna 2023?

Sinkityksen kustannukset riippuvat käytettävästä menetelmästä. Teollisessa ympäristössä profiileista tai putkista valmistetuille osille on lähtökohtaisesti laskettava kustannuksiksi 0,25–0,6 € valmiin teräsrakenteen kilolta. Pienempien osien sinkitys on selvästi kalliimpaa. Myös yksityiskäyttäjien on pienillä määrillä varauduttava selvästi korkeampiin hintoihin.

Ohutseinäisissä osissa, kuten levyissä, hinta riippuu myös geometriasta. Tarkemman kustannusarvion löydätte kunkin menetelmän kohdalta.

Lisäksi tulevat vielä kuljetuskustannukset sekä osien esi- ja jälkikäsittelyn kustannukset.

Vaihtoehtoisiin materiaaleihin ja menetelmiin verrattuna sinkitys on pitkällä aikavälillä erittäin houkutteleva. Sinkityt osat maksavat vähemmän kuin ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat, ja sinkityksen antama korroosiosuoja on parempi kuin maalatuissa osissa. Erityisesti ulkokäytössä sinkitys on pitkällä aikavälillä usein edullisin vaihtoehto. Tästä artikkelista löydätte myös esimerkkejä eri osien teräsrakenteen kilohinnasta.

Kuumasinkityksen kustannukset

Kuumasinkityksen kustannukset riippuvat tilausvolyymista sekä osien koosta ja monimutkaisuudesta. Lisäksi sinkityksen hinnat riippuvat voimakkaasti energiakustannuksista ja sinkin hinnasta. Sinkin hinta on tällä hetkellä erittäin korkea, minkä vuoksi monien sinkittämöjen oli korotettava hintojaan vuonna 2022.

Kuumasinkityksen hinnat alkavat hyvin raskaille teräsrakenteille noin 0,40 €/kg. Kevyille teräsrakenteille teollisessa ympäristössä kuumasinkitys maksaa noin 0,60 € kilolta. Alle 3 kg:n pienempien osien linkosinkitys maksaa teollisuusasiakkaille noin 1,30 €/kg.

Yksityisasiakkaiden pienissä määrissä on varauduttava yli 1 €/kg hintoihin.

Hienoviimeistelystä on varauduttava 0,20–0,30 €/kg lisäkustannuksiin.

Ruiskusinkityksen kustannukset

Ruiskusinkityksen kustannukset ovat noin 10–12 €/m². Lisäksi tulevat edeltävän hiekkapuhalluksen kustannukset. Ne riippuvat hyvin voimakkaasti pinnan laadusta ja osan geometriasta. Lisäksi osat on ruiskusinkityksen jälkeen vielä pinnoitettava tai maalattava. Ruiskusinkityksen työmäärä on erittäin suuri, minkä vuoksi työvoimakustannukset ovat siinä ratkaiseva tekijä.

Sähkösinkityksen kustannukset

Sähkösinkityksen kustannukset riippuvat ennen kaikkea kerrospaksuudesta ja alkavat noin 0,25 €/kg. Monissa käyttötapauksissa sähkösinkitys on edullisempaa kuin kuumasinkitys. Samalla kerrospaksuudella sähkösinkitys on kuitenkin paljon kalliimpaa kuin kuumasinkitys.

Onko sinkitys ulkomailla edullisempaa?

Toisin kuin hitsaustöissä, sinkityksen kustannukset eivät ulkomailla ole yleensä alhaisemmat kuin Länsi-Euroopassa, joten näissä maissa maalatut rakenteet ovat selvästi edullisempia kuin sinkityt rakenteet. Länsi-Euroopassa tilanne on päinvastainen: siellä sinkityt teräsrakenneosat maksavat yleensä vähemmän kuin maalatut.

Osien sinkitys itse

Sähkösinkityslaitteiston rakentaminen itse

Askartelutarpeisiin ja pienille osille, kuten koruille, on saatavana kotikäyttöön tarkoitettuja sähkösinkityssarjoja. Niitä käytetään yleensä hopeointiin tai kultaukseen, mutta sopivilla elektrolyyteillä ja sopivalla sinkkianodilla ne soveltuvat myös sinkitykseen. Galvanointialtaiden lisäksi on saatavana myös yksinkertaisempia käsigalvanointilaitteita.

Sinkkipölymaali tai nestemäinen sinkki

Sinkkipölymaali ja nestemäinen sinkki ovat yksinkertaisia tapoja lisätä tai korjata katodinen korroosiosuoja jälkikäteen. Kyseessä on pohjamaali, joka sisältää hienoja sinkkihiukkasia. Tämä sinkkipöly saa aikaan korroosiota estävät ominaisuudet. Niitä on saatavana sekä siveltävinä että kätevinä sinkkisuihkeina. Suihkeiden kohdalla on otettava huomioon, että sinkkikerroksen paksuus on pienempi.

Lisälukemista teräksen sinkityksestä:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4. painos 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Lähteet

• DIN EN ISO 1461 – Teräkselle kuumasinkitsemällä tehdyt sinkkipinnoitteet (kappaletavaran sinkitys) – Vaatimukset
  ja testaus – sekä siihen liittyvä liite 1
• DIN EN ISO 14713 – Rauta- ja teräsrakenteiden korroosionesto – Sinkki- ja alumiinipinnoitteet –
  Ohjeet
• DIN EN 2063 – Thermal spraying – Metallic and other inorganic coatings – Zinc, aluminium and their alloys (ISO 2063:2005)
• COST EFFECTIVE GALVANISING IN REMOTE AREAS – Mr. Stuart Anthony McInally – University of Queensland 2013
• Wikipedia

Tietoa kirjoittajasta