Korrosionsschutz durch Duplex-Systeme, weil das Das Ganze mehr als die Summe seiner Teile ist






Abb 1: „Nessy Family“ – Entlüftungsanlage der Düsseldorfer Kanalisation

Abb. 2: Wechselwirkung: Die Feuerverzinkung verhindert beschichtungstypische Unterrostungen. Der Zinküberzug „lebt“ länger unter der Beschichtung.

Abb. 3: Tabelle Duplex-Systeme: Die Verbände-Richtlinie „Duplex-Systeme“ empfiehlt geeignete Nass- und Pulverbeschichtungssysteme

Abb. 4: Duplexbeschichtete Lamellenfassade

Für die Mehrzahl der Metall- und Stahlbauer ist das Feuerverzinken aufgrund seiner metallischen Oberfläche und seiner Langlebigkeit der Korrosionsschutz der ersten Wahl. Soll die Metalloberfläche farbig gestaltet werden, so bietet sich ein Duplex-System aus einer Feuerverzinkung und einer Beschichtung an.

 

Der wesentliche Vorteil eines Duplex-Systems ist die enorme Schutzdauer, die deutlich länger als die Summe der jeweiligen Einzelschutzdauer aus Verzinkung und Beschichtung ist. Der Verlängerungsfaktor liegt je nach System zwischen 1,2 und 2,5. Duplex-Systeme werden allgemein aus gestalterischen Gründen eingesetzt, zur Signalgebung und Tarnung und da, wo zusätzliche Sicherheit notwendig ist. Duplex-Systeme kommen der Forderung nach dem Korrosionsschutz ab Werk entgegen. Die Feuerverzinkung und die Beschichtungsarbeiten können unter kontrollierten Bedingungen im Fachbetrieb durchgeführt werden. Die Beschichtung einer verzinkten Stahlkonstruktion ist jedoch auch, sogar noch nach Jahren vor Ort möglich.

 

Normen

Korrosionsschutzarbeiten sind in aktuellen Normen festgelegt. Für das Verfahren der Stückverzinkung ist dies die DIN EN ISO 1461 „Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken)“. Sie regelt alle Anforderungen an das Verfahren des Stückverzinkens und an die so aufgebrachten Zinküberzüge. Die DIN EN ISO 12944, Teil 5 „Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme“ gilt für Flüssigbeschichtungssysteme auf Stahl und auf verzinktem Stahl. Die in Vorbereitung befindliche DIN 55633 „Beschichtungsstoffe – Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Pulverbeschichtungssysteme“ erscheint in Kürze und regelt Pulverbeschichtungssysteme auf Stahl und verzinktem Stahl. Neben den genannten Normen hat die so genannte „Verbände-Richtlinie“ zu Duplex-Systemen eine hohe fachliche Bedeutung in Deutschland. Die Richtlinie beschäftigt sich mit Duplex-Systemen aus Nass- und Pulverbeschichtungen und wurde gemeinsam vom Deutschen Stahlbauverband, dem Verband der Lackindustrie, dem Bundesverband Korrosionsschutz und dem Industrieverband Feuerverzinken herausgegeben.


Wirkungsweise von Duplex-Systemen


Die Wirkungsmechanismen von Duplex-Systemen beruhen auf einem gegenseitigen Schutz beider Partner. Der Zinküberzug wird durch die Beschichtung vor atmosphärischen und chemischen Einflüssen geschützt. Ein Abtrag des metallischen Zinks wird vermieden, der Zinküberzug bleibt lange Zeit in neuwertigem Zustand unter der Beschichtung erhalten. Hierdurch „lebt“ der Zinküberzug länger. Umgekehrt haben Beschädigungen an der Beschichtung keine nachteiligen Auswirkungen zur Folge, da die hohe Widerstandsfähigkeit und Abriebfestigkeit des darunter liegenden Zinküberzuges auch hohen Belastungen standhält. Typische Unterrostungen entstehen erst gar nicht, der Stahl bleibt auch an Stellen, an denen die Beschichtung schadhaft ist, wirksam geschützt.

 



Aufbau, Eigenschaften und Schutzdauer von Duplex-Systemen
Wesentliche Eigenschaften von Beschichtungssytemen, z.B. Diffusionsdichte, UV-Stabilität, Alkalibeständigkeit müssen bei der Planung von Duplex-Systemen berücksichtigt werden. Eine einwandfreie Haftung der Beschichtung auf dem Zinküberzug ist Voraussetzung für einen langfristigen Schutz. Prinzipiell sollten für Duplex-Systeme nur solche Beschichtungen verwendet werden, die sich auf Zink oder Zinküberzügen bewährt haben und auch entsprechende Eignungsprüfungen bestanden haben. Die Zusammensetzung der Beschichtungsstoffe hat einen erheblichen Einfluss auf die Haftfestigkeit der Beschichtungen auf der Feuerverzinkung. Organische Substanzen, die mit dem Zinküberzug reagieren und lösliche, instabile, haftungsmindernde Schichten bilden, dürfen nicht verwendet werden. Geeignete Systeme, die sich in der Praxis bewährt haben und die Anforderungen der DIN EN ISO 12944-5 erfüllen, sind in den Tabellen 5 und 6 der Verbände-Richtlinie „Duplex-Systeme“ zu finden.

 



Korrosionsschutzplanung
Ein wirksamer Korrosionsschutz muss geplant werden. Hinsichtlich der Schutzdauer von Duplex-Systemen machen die einschlägigen Normen nicht immer hilfreiche Angaben. Es ist z.B. darauf zu achten, dass in DIN EN ISO 12944-5 lediglich die Schutzdauer der Farbbeschichtung dargestellt wird und nicht des Gesamtsystems. Die Gesamtschutzdauer eines Duplex-Systems liegt um ein Mehrfaches höher als in DIN EN ISO 12944-5 beschrieben. In der Praxis kommt es üblicherweise zu Zusatzbelastungen, die über die Einwirkung der Witterung hinausgehen (z.B. mechanische Belastungen, Steinschlag, Abrieb). Diese Einflüsse können die Schutzdauer von Korrosionsschutzsystemen erheblich verringern und sollten angemessen berücksichtigt werden. Eine korrosionsschutzgerechte Konstruktion und Fertigung der Stahlkonstruktion bietet eine der wichtigsten Voraussetzungen für einen wirksamen Langzeit-Korrosionsschutz.


Praxishinweise: Oberflächenvorbereitung für Duplex-Systeme
Eine einwandfreie Oberflächenvorbereitung ist die Grundvoraussetzung für ein funktionierendes Duplex-System. Je nach Alter und Zustand des Zinküberzuges trifft man auf verschiedene Verhältnisse:
 
- frische Feuerverzinkung (unbewittert):
Bereits unmittelbar nach dem Verzinkungsvorgang überzieht sich der Zinküberzug mit sehr dünnen Schichten aus Oxiden. Sie sind für das menschliche Auge praktisch nicht sichtbar, ihre Dicke liegt bei wenigen Nanometern (nm). Kommen keine weiteren, erschwerenden Faktoren hinzu (z.B. Chloridrückstände auf der Oberfläche, kondensierte Feuchtigkeit usw.), ist eine Beschichtung kurz nach dem Verzinkungsvorgang, d.h. am selben Tag, zumeist ohne weitere Vorbereitungsmaßnahmen möglich. Normalerweise vergeht zwischen dem Feuerverzinken und Beschichten ein längerer Zeitraum: die Stahlteile werden transportiert, zwischengelagert usw. Unter diesen Umständen erfordert auch eine frische Feuerverzinkung eine entsprechende Oberflächenvorbereitung. Hierbei kommen bevorzugt in Betracht:


- Abbürsten bzw. Abwaschen mit speziellen Reinigungsmitteln (z.B. ammoniakalische Netzmittelwäsche) Hierbei die anschließende Trocknung beachten!
- (Vorsichtiges) mechanisches Schleifen
- Heißwasser-, Druckwasser-, Dampfstrahlen. Hierbei die anschließende Trocknung beachten!
- Sweep-Strahlen (Sweepen).
 
- gealterte Feuerverzinkung (bewittert):
Je nach Dauer der Bewitterung und dem Standort des Objektes können sich außer Oberflächenverschmutzungen auch Korrosionsprodukte des Zinküberzuges von unterschiedlicher Art und Dicke gebildet haben. Bis auf das Sweep-Strahlen sind die vorgenannten Oberflächenvorbereitungen in diesem Fall nur bedingt geeignet, es sein denn, sie werden mit großer Intensität durchgeführt.

(Ein Info-Service des Institutes Feuerverzinken GmbH)