Zincatura – procedimenti e costi a confronto

Che cos'è la zincatura?

La zincatura è una forma di rivestimento superficiale che protegge l'acciaio in modo particolarmente efficace dalla corrosione. Nella zincatura, mediante diversi procedimenti, si applica un sottile strato di zinco direttamente sul metallo.

Quali vantaggi offre la zincatura rispetto alla verniciatura?

Mentre i rivestimenti comuni come le verniciature o le verniciature a polvere proteggono un componente impedendo una reazione con l'ossigeno (ossidazione), la zincatura offre in più anche una protezione catodica dalla corrosione. In questo modo l'acciaio resta protetto dalla corrosione anche in caso di piccoli danneggiamenti come graffi, tagli, fori o sugli spigoli.

L'acciaio zincato può essere esposto senza problemi agli agenti atmosferici per molti anni e anche piccoli danneggiamenti non influiscono sulla stabilità dell'acciaio. Nei componenti verniciati, invece, i danneggiamenti devono essere ritoccati per evitare la corrosione passante.

Che cosa si intende per protezione catodica dalla corrosione?

Lo zinco del rivestimento è meno nobile della struttura in acciaio sottostante. Lo strato di zinco agisce quindi come cosiddetto anodo sacrificale, che si ossida per primo. Ciò fa sì che la struttura in acciaio sottostante resti protetta dalla corrosione finché lo strato di zinco non si è consumato. Questa protezione sussiste anche in caso di danneggiamenti della superficie e dura molto a lungo.

I componenti zincati possono arrugginire?

La zincatura offre un'ottima protezione dalla corrosione, ciononostante con il tempo può comparire la ruggine. Nell'impiego di componenti zincati occorre tenere presenti i seguenti punti:

• Per evitare la corrosione, i danneggiamenti superficiali più estesi dovrebbero essere ritoccati. A tale scopo si può utilizzare vernice allo zinco.
• L'ambiente in cui si trovano i componenti influisce sulla durata dello strato di zinco. Umidità o sali aumentano la conduttività e favoriscono la corrosione. Occorre prestarvi attenzione soprattutto nelle zone costiere.
• Anche la corrosione galvanica (per contatto) è favorita da una maggiore conduttività dell'ambiente. Per evitare la corrosione per contatto, nella scelta degli elementi di collegamento e nell'impiego di materiali diversi occorre considerare il potenziale elettrochimico. Problematico è, tra l'altro, il collegamento con rame o acciaio inossidabile. Anche la massa dello strato di zinco come anodo sacrificale svolge un ruolo. Le viti in acciaio inox per il fissaggio di una lamiera zincata di norma non creano problemi; se invece si fissa una lamiera in acciaio inox con una vite zincata, si genera corrosione.

Ulteriori dettagli sulla corretta esecuzione della zincatura e sulla gestione delle strutture in acciaio zincate sono riportati nelle norme elencate alla fine del testo.

Quali procedimenti di zincatura esistono?

Zincatura a caldo

Nella zincatura a caldo la struttura in acciaio o i componenti vengono immersi in un bagno di zinco fuso. La temperatura dello zinco è di circa 450 °C. Gli spessori dello strato di zinco sono compresi tra 50 e 150 micrometri. Negli impianti di zincatura continua di nastri, come quelli utilizzati ad esempio per zincare lamiere o tubi in acciaio, si ottengono anche spessori di zinco sensibilmente inferiori.

I componenti di grandi dimensioni vengono immersi singolarmente, appesi, nel bagno di zinco. I componenti piccoli vengono zincati per centrifugazione: i pezzi vengono immersi in cestelli nel bagno di zinco e successivamente lo zinco in eccesso viene rimosso in una centrifuga.

Come funziona la zincatura a caldo è illustrato nel video esplicativo qui accanto dell'Institut für Feuerverzinken.

A cosa prestare attenzione nella zincatura a caldo?

Per la zincatura a caldo i componenti devono essere preparati a regola d'arte. Occorre garantire che lo zinco fuso raggiunga tutti i punti del componente e possa anche defluire. A tale scopo si praticano fori di ingresso e di sfiato. Prima della zincatura i componenti devono inoltre essere puliti. Vernici, olio e altri residui devono essere rimossi completamente. La pulizia può essere eseguita anche presso lo zincatore.

A causa del riscaldamento possono verificarsi deformazioni. Ciò è problematico soprattutto nei componenti saldati e nelle lamiere sottili e di grande superficie. Le tolleranze strette devono quindi essere ripristinate con rilavorazione. Le filettature devono essere ripassate dopo la zincatura.

Nella zincatura a caldo i pezzi vengono immersi in un bagno di zinco fuso. È del tutto normale che lo spessore dello strato di zinco non sia uniforme ovunque. La superficie non è paragonabile a una superficie verniciata. Possono presentarsi, per motivi di processo, difetti da tollerare secondo la norma EN ISO 1461. Sono problematici in particolare gli spigoli vivi e gli avvallamenti.

I componenti zincati a caldo possono essere successivamente anche verniciati a polvere o verniciati. Per ottenere una buona qualità superficiale devono essere preparati dopo la zincatura. Con la sbavatura fine si eliminano i difetti e si livella la superficie. Affinché la vernice aderisca sullo strato di zinco, la superficie deve essere trattata chimicamente.

Dove si trovano fornitori di zincatura a caldo?

Nell'elenco Stahlbau-Lieferant.de trova alcuni fornitori di zincatura a caldo dall'Austria e dall'Europa orientale. Un elenco di zincherie a caldo in Germania è disponibile presso l'associazione industriale Feuerverzinken. Per contenere i costi di trasporto per la zincatura, si consiglia di scegliere una zincheria vicina al fornitore o al cliente.

Zincatura elettrolitica

Nella zincatura elettrolitica i componenti non vengono immersi in zinco fuso, bensì in un bagno elettrolitico. Nella zincatura elettrolitica la struttura in acciaio o i componenti fungono da catodo. Come anodo funge un elettrodo di zinco puro. Applicando una tensione, sulla struttura in acciaio si deposita uno strato di zinco.

Lo spessore di questo strato di zinco può essere regolato tramite la durata del processo. Tuttavia lo strato di zinco non risulta ovunque uniformemente spesso. Di norma si ottengono così spessori compresi tra 5 e 40 micrometri, sensibilmente inferiori rispetto alla zincatura a caldo.

La protezione dalla corrosione ottenuta con la zincatura elettrolitica è quindi in linea di principio inferiore a quella della zincatura a caldo, ma il procedimento offre anche molti vantaggi.

Quali sono le differenze tra zincatura elettrolitica e zincatura a caldo?

• Grazie al ridotto spessore dello strato di zinco, nella zincatura elettrolitica la precisione dimensionale dei componenti è migliore rispetto alla zincatura a caldo.
• Con la zincatura elettrolitica le filettature non devono essere ripassate.
• La zincatura elettrolitica può essere applicata anche a pezzi sensibili alla temperatura, che con la zincatura a caldo si deformerebbero per effetto del calore.
• Per migliorare ulteriormente la protezione dalla corrosione, i componenti possono essere anche cromatati o verniciati a polvere.

La zincatura a caldo offre una protezione dalla corrosione sensibilmente migliore rispetto alla zincatura elettrolitica. Quando si tratta della resistenza alla corrosione di componenti semplici, la zincatura a caldo è la scelta migliore. Se i componenti devono essere precisi o avere una superficie il più possibile uniforme, la zincatura elettrolitica è più adatta. Anche per i componenti con forte tendenza alla deformazione la zincatura elettrolitica è vantaggiosa.

Zincatura a spruzzo (metallizzazione)

Nella zincatura a spruzzo il filo di zinco viene fuso e applicato sul pezzo con aria compressa, come nella verniciatura. Gli spessori sono simili a quelli della zincatura a caldo e sono compresi tra 80 e 150 micrometri. Gli svantaggi decisivi sono che non può essere applicata nelle cavità e che l'impegno di lavoro è relativamente elevato. In compenso la zincatura a spruzzo può essere applicata anche a componenti non adatti alla zincatura a caldo e può essere eseguita anche direttamente in cantiere. La zincatura a spruzzo non richiede tempi di essiccazione perché lo zinco solidifica immediatamente.

Nella zincatura a caldo la dimensione dei componenti dipende dalle dimensioni della vasca di zinco. Molte zincherie possono zincare componenti solo fino a 8 m di lunghezza, alcune anche fino a 15 m. Con la zincatura a spruzzo si possono rivestire anche componenti troppo grandi per la zincatura a caldo.

Nella zincatura a spruzzo lo spessore dello strato può essere adattato individualmente. Un componente può avere uno spessore maggiore nei punti critici.

Quanto costa la zincatura nel 2023?

I costi della zincatura dipendono dal procedimento impiegato. In linea di massima, in ambito industriale, per componenti in profilati o tubi si devono preventivare costi di 0,25 – 0,6 € per kg di struttura in acciaio finita. La zincatura di componenti più piccoli è sensibilmente più cara. Anche i privati con piccole quantità devono mettere in conto prezzi sensibilmente più alti.

Per i componenti a parete sottile, come le lamiere, il prezzo dipende anche dalla geometria. Una stima più precisa dei costi è riportata per ciascun procedimento.

A ciò si aggiungono i costi di trasporto e i costi per la preparazione e la finitura dei componenti.

Rispetto a materiali e procedimenti alternativi, la zincatura è molto interessante nel lungo periodo. I componenti zincati costano meno dei componenti in acciaio inox e la protezione dalla corrosione offerta dalla zincatura è superiore a quella dei componenti verniciati. Soprattutto per le applicazioni all'aperto, la zincatura è spesso nel lungo periodo l'alternativa più conveniente. In questo articolo trova anche esempi del prezzo per kg di struttura in acciaio per diversi componenti.

Costi della zincatura a caldo

I costi della zincatura a caldo dipendono dal volume dell'ordine e dalle dimensioni e dalla complessità dei componenti. Inoltre i prezzi della zincatura dipendono fortemente dai costi energetici e dal prezzo dello zinco. Attualmente il prezzo dello zinco è molto alto, motivo per cui nel 2022 molte zincherie hanno dovuto aumentare i prezzi.

I prezzi della zincatura a caldo di strutture in acciaio molto pesanti partono da circa 0,40 €/kg. Per la carpenteria leggera in ambito industriale un chilogrammo di zincatura a caldo costa circa 0,60 €. La zincatura per centrifugazione di componenti più piccoli, sotto i 3 kg, costa per i clienti industriali circa 1,30 €/kg.

Per piccole quantità destinate a clienti privati si devono mettere in conto prezzi superiori a 1 €/kg.

Per la sbavatura fine si devono preventivare costi aggiuntivi di 0,20 – 0,30 €/kg.

Costi della zincatura a spruzzo

I costi della zincatura a spruzzo sono di circa 10-12 €/m². A questi si aggiungono i costi della sabbiatura preliminare, che dipendono fortemente dalle condizioni della superficie e dalla geometria del componente. Inoltre, dopo la zincatura a spruzzo, i componenti devono essere ulteriormente rivestiti o verniciati. L'impegno di lavoro nella zincatura a spruzzo è molto elevato, perciò il costo della manodopera è un fattore decisivo.

Costi della zincatura elettrolitica

I costi della zincatura elettrolitica dipendono soprattutto dallo spessore dello strato e partono da circa 0,25 €/kg. In molti casi applicativi la zincatura elettrolitica è più conveniente della zincatura a caldo. A parità di spessore, tuttavia, la zincatura elettrolitica è molto più cara della zincatura a caldo.

La zincatura all'estero è più conveniente?

A differenza delle lavorazioni di saldatura, i costi della zincatura all'estero di norma non sono inferiori a quelli dell'Europa occidentale, per cui in questi paesi le strutture verniciate sono sensibilmente più convenienti di quelle zincate. In Europa occidentale è il contrario: qui i componenti in acciaio zincati costano per lo più meno di quelli verniciati.

Zincare i componenti in proprio

Costruire in proprio impianti galvanici

Per il fai-da-te e per piccoli oggetti come i gioielli esistono kit per la zincatura elettrolitica domestica. Di norma vengono utilizzati per argentare o dorare, ma con elettroliti e un anodo di zinco adatti sono idonei anche per la zincatura. Oltre ai bagni galvanici esistono anche più semplici dispositivi galvanici manuali.

Vernice allo zinco o zinco liquido

La vernice allo zinco e lo zinco liquido sono soluzioni semplici per applicare a posteriori o riparare una protezione catodica dalla corrosione. Si tratta di un primer che contiene finissime particelle di zinco. Questa polvere di zinco conferisce le proprietà anticorrosive. Sono disponibili sia da applicare a pennello sia come pratici spray allo zinco. Con gli spray occorre considerare che lo spessore dello strato di zinco è inferiore.

Letteratura di approfondimento sulla zincatura dell'acciaio:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4ª edizione 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Fonti

• DIN EN ISO 1461 – Rivestimenti di zinco applicati sull'acciaio mediante zincatura a caldo (zincatura a pezzi) – Requisiti
  e prove – e relativo supplemento 1
• DIN EN ISO 14713 – Protezione dalla corrosione delle strutture in ferro e acciaio – Rivestimenti di zinco e alluminio –
  Linee guida
• 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

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