Geverniste Staal Uitgelegd: Typen, Toepassingen en Belangrijkste Voordelen

Wat is geverniste staal?

Vernikelen, of galvaniseren, is een productieproces waarbij een laag zink op staal of ijzer wordt aangebracht om bescherming te bieden en roestvorming te voorkomen. Er zijn verschillende galvanisatieprocessen beschikbaar, maar de meest voorkomende en gebruikte methode heet warm-galvaniseren (hot-dip galvanizing).

Geverniste staal is een van de populairste staalsoorten vanwege de uitgebreide duurzaamheid, met de sterkte en vormbaarheid van staal plus de corrosiebescherming van de zink-ijzer coating. Het zink beschermt het basismetaal door als barrière te fungeren tegen corrosieve elementen, en de offerende aard van de coating zorgt voor een langdurig, hoogwaardig staalproduct.

Deze veelzijdigheid maakt het toepasbaar in diverse projecten en industrieën, waaronder landbouw, zonne-energie, auto, bouw, en meer. Hieronder geven we een uitgebreide beschrijving van hoe geverniste staal verwerkt wordt, verschillende galvanisatiemethoden, de voordelen en hoe het in deze verschillende industrieën wordt gebruikt.

De stappen in het galvanisatieproces zijn als volgt:

• Het staal wordt gereinigd in een ontvettingsoplossing.
• Na reiniging wordt het staal gebeitst door het in een vat met verdund heet zwavelzuur te duiken.
• Het staal wordt vervolgens gefluxt in een waterige oplossing (meestal zink-ammoniumchloride).
• Na het fluxen wordt het staal gevernist door onderdompeling in een vat met gesmolten zink.
• Daarna wordt het geïnspecteerd op consistentie en een complete coating.

Hoe wordt staal gevernist?

Er zijn een paar methoden om metaal te galvaniseren. De meest gebruikte methode is het warm-galvanisatieproces. Deze methode creëert een dikke laag zink op het basismetaal, wat het extra bestendig maakt tegen corrosie. Over het algemeen gaat het warm-galvanisatieproces niet ten koste van de structurele integriteit van het metaal, maar bij sommige zeer hoogsterke stalen kan waterstofverspringing (hydrogen embrittlement) optreden.

Het staal dat in autokarosseries gebruikt wordt, is ook gevernist, maar omdat er daarna decoratieve laklaagjes moeten worden aangebracht, gebruiken ze een ander galvanisatieproces. De zinklaag van de warm-galvanisatiemethode is te dik en veroorzaakt problemen met de hechting van de lak.

In plaats daarvan gebruiken automobielen het elektrolytische galvanisatieproces (electro galvanization). Een oplossing van zoutwater (zoutwater) en zink wordt in een vat gebracht, en het staal of basismetaal wordt erin gedoopt. Er loopt een elektrische stroom door het vat, waardoor het zink zich aan het basismetaal bindt!

Een speciale vorm van galvaniseren, genaamd sherardiseren (Sherardizing), wordt gebruikt om een zinkcoating op ijzer- of koperproducten aan te brengen. Het werd bedacht door metallurg Sherard Osborn Cooper-Coles en gepatenteerd rond 1900.

De metalen delen die gevernist moeten worden, worden in een gesloten, draaiende trommel geplaatst samen met zinkpoeder, en soms vulmateriaal zoals zand. De trommel wordt vervolgens opgewarmd tot 500 °C. Bij temperaturen boven 300 °C verdampt zink tot damp, en deze damp penetrateert het metaal dat in de trommel draait.

Dit proces heet ook "droog galvaniseren" omdat geen vloeistoffen gebruikt worden. Waarschijnlijk zijn veel kleine onderdelen in huis, zoals schroeven of bouten en moeren, op deze manier gevernist. Dit proces gebruikt geen waterstof, dus waterstofverspringing kan niet optreden.

Wat zijn de voordelen van geverniste staal?

Vele verschillende industrieën gebruiken geverniste staal voornamelijk omdat het een breed scala aan voordelen biedt, waaronder:

• Lage initiële kosten vergeleken met de meeste behandelde stalen. Bovendien is geverniste staal direct klaar voor gebruik bij levering. Het vereist geen additionele oppervlaktebehandeling, inspecties, schilderen/coatings, enz., wat bedrijven meer kosten bespaart.
• Langere levensduur. Met galvanisatie wordt verwacht dat een industriestaalstuk meer dan 50 jaar meegaat in gemiddelde omgevingen, en meer dan 20 jaar bij zware waterblootstelling. Er is geen onderhoud nodig. De verhoogde duurzaamheid van het afgeronde staalproduct verhoogt ook de betrouwbaarheid van het product.
• De offerende anode zorgt ervoor dat elk beschadigd staal beschermd wordt door de omringende zinkcoating. Het maakt niet uit of het staalstuk volledig blootliegt; het zink zal eerst corroderen. De coating corrodeert preferentieel ten opzichte van het staal, wat offerende bescherming biedt aan de beschadigde gebieden.
• Roestbestendigheid door de zinkcoating. De ijzercomponenten in staal zijn extreem gevoelig voor roest, maar de toevoeging van zink fungeert als beschermende buffer tussen het staal en eventueel vocht of zuurstof. Geverniste staal is zeer beschermend, inclusief scherpe hoeken en diepgangen die niet beschermd kunnen worden met andere coatings, wat het bestand maakt tegen schade.

Waar wordt geverniste staal gebruikt?

Geverniste metalen worden overal gebruikt! De karosseries van auto's en veel fietsen zijn gemaakt van geverniste metalen. Sommige drinkwaterbuizen zijn nog steeds van geverniste staal. Koudgewalst bladmetaal wordt ook vaak gevernist. Moeren, bouten, gereedschap en draden van alle soorten zijn nu gevernist omdat het een goedkoop proces is en de levensduur van het metaal verhoogt!

Geverniste staal wordt met name gebruikt in moderne "staalframe" gebouwen. Geverniste staal wordt ook gebruikt om structuren te maken zoals balkons, verandas, trappen, ladders, looppaden, en meer. Geverniste metaal is de ideale keuze als je project na afronding buiten blijft. Heiningen, daken, buitentrapjes, dit zijn allemaal uitstekende keuzes voor geverniste metaal!

Wind- en zonne-energie industrieën

Zonneprojecten moeten een continu werkproces hebben na installatie en elke reparatie/onderhoud leidt tot storing van de dienst (i.e. inkomstenverlies). Daarom zijn warm-galvaniseerde stalen populair in zonneprojecten vanwege hun corrosiebescherming.

Het is ook populair omwille van zijn 'milieu'-vriendelijkheid omdat het geen emissies produceert en decennialang zonder onderhoud meegaat. Bijvoorbeeld, het wordt vaak in de landbouw gebruikt omdat de apparatuur gevoelig is voor corrosie, wat een vraag creëert naar zwaardere, meer veerkrachtige apparatuur. Warm-galvaniseerde staal biedt corrosiebescherming die vaak decennialang kan duren, zelfs bij blootstelling aan de harde omstandigheden van de landbouw.

Automobielindustrie

Hoewel tot de jaren '80 alleen op luxemodellen gebruikt, is het gebruik van zinkgecoate karosseries voor auto's nu de norm in de autofabrikage. De 'body-in-white' van een auto maakt ongeveer 80% van de karosserie uit, allemaal met geverniste staal.

De roestbestendigheid van geverniste staal is ook een goed marketinginstrument voor de auto-industrie omdat het 'anti-roest garenties' aan klanten kan bieden.

Bouwindustrie

Of voor residentiële of commerciële doeleinden, de duurzaamheid van geverniste staal heeft het populair gemaakt voor meer dan een eeuw in de bouwindustrie. Het wordt ook gekozen voor bouw vanwege de esthetiek; De 'glans' die geverniste staal geeft, geeft een hedendaags gevoel en is populair in moderne architecturale ontwerpen.

Ook wordt het niet alleen voor grote structurele stukken gebruikt, maar ook voor heiningen, goten, relingen, buizen, palen, en nog veel meer.

Telecommunicatie-industrie

Telefoonleitungen zijn geen makkelijk onderhoudsklus; ze zijn hoog en vaak moeilijk te bereiken. Warm-galvaniseerde staal kan gebruikt worden op telefoondraad en toestellenbakken, wat het risico op schade en de noodzaak voor onderhoud vermindert.

Welke metalen kunnen gevernist worden?

IJzer en staal zijn de twee meest voorkomende metalen die gevernist worden. Echter, ze zijn niet de enige metalen die deze behandeling kunnen ondergaan.

De meeste ferro-metaal kunnen gevernist worden, terwijl de meeste non-ferro metalen niet gevernist kunnen worden. Als je onzeker bent of een metaal ferro of non-ferro is, kan een magneet helpen. Als een magneet aanhaakt, heb je een ferro-metaal. Als de magneet niet aanhaakt, heb je te maken met een non-ferro metaal.

Wat zijn de voordelen van geverniste metaal?

Galvanisatie wordt voornamelijk uitgevoerd om je hoofdmetaalmateriaal te beschermen tegen roest of corrosie. Wanneer een laag zink aan een metaalplaat wordt toegevoegd, zal het zink zelf roesten of corroderen. Hoewel dit negatief klinkt, is het eigenlijk positief.

Omdat het zink roest of corrodeert, voorkomt of vertraagt het dat het duurdere en vitale metaal roest of corrodeert. Dit helpt je belangrijkere metaalbron te beschermen tegen de schadelijke effecten van roest en corrosie.

Het helpen vertragen of beschermen tegen roest en corrosie kan de levensduur van je metaal verlengen en de hoeveelheid onderhoud die het metaal nodig heeft verminderen.

Het andere grote voordeel van geverniste metaal is dat de zinkcoating langdurig is. Je kunt veel producten en sealers kopen om je metaal te beschermen tegen roest en corrosie. Veel van deze coatings slijten in een paar jaar door weersinvloeden. Zink kan tot 50 jaar duren, wat voorkomt dat je je metaal in de toekomst opnieuw hoeft te coaten.

Zijn er nadelen aan geverniste metaal?

Een van de grootste nadelen van geverniste metaal is dat het galvanisatieproces imperfecties, fouten en problemen met het metaal kan verbergen. Als gevolg daarvan kun je problemen missen die onmiddellijke reparatie of onderhoud vereisen.

Een ander nadeel is dat de coating niet altijd glad is. Wanneer het binnenin buizen gebruikt wordt, kan het ertoe leiden dat dingen op het ruwe oppervlak vastkomen, wat leidt tot verstoppingen en obstructies in de buis.

Geverniste Staal vs Roestvrij Staal: Wat Is de Betere Keuze?

Geverniste staal kost bijna hetzelfde als onbehandelde constructiestaal. Roestvrij staal kost vier tot vijf keer zoveel als geverniste staal en onbehandelde constructiestaal. Niobiumlegeringen zijn nog duurder.

Geverniste staal is gecoate met een dunne laag zink die helpt beschermen tegen corrosie. Het wordt veel gebruikt in nagels, schroeven, bouten, moeren en andere bevestigingsmiddelen. Geverniste staal staat normaal goed tegen waterblootstelling, zolang het geen zeewater is.

Roestvrij staal, aan de andere kant, wordt gemaakt door chroom toe te voegen aan gesmolten staal. Vanwege zijn sterkte en roestbestendigheid is roestvrij staal het primaire metaal in de bouw. Roestvrij staal heeft geen probleem met water, zelfs zout water, dus het is geweldig voor mariene omgevingen.

Je moet roestvrij staal vermijden als er kans is dat twee stukken met elkaar in contact komen. Wrijving kan de coatings afvragen en de twee delen aan elkaar lassen. En gebruik geen roestvrij staal rond zwembaden of andere plaatsen waar het aan chloor kan blootstaan. Chloor degradeert de coating op het metaal en veroorzaakt roest.

Welk Staal Staat Beter?

Als je door de kenmerken van deze twee staalsoorten kijkt, zie je dat ze heel anders zijn. Beide soorten staal zijn toepasbaar op een enorm scala aan producten, maar één type zal altijd een betere keuze zijn dan de ander.

Er zijn situaties waarin je roestvrij staal moet vermijden. Dit product weerstaat zout water, maar wordt snel gedegradeerd na blootstelling gechlorineerd water. Je moet ook elk ontwerp vermijden waarin twee roestvrij staal componenten wrijving tegen elkaar genereren. Ze kunnen zichzelf aan elkaar lassen.

Hoewel geverniste staal geweldig is, zijn er ook situaties waarin de keuze voor geverniste staal extra overweging vereist. Meestal moet staal geworst worden voordat het gevernist wordt, niet erna. Lassen van staal nadat het gevernist is, verbrandt de beschermende zinklaag bij de las. Het kan nodig zijn om geverniste staal na het lassen opnieuw te galvaniseren om de las te beschermen.

Als je de raket bouwt die de Space Force naar Mars brengt, heb je waarschijnlijk roestvrij staal nodig. Je hebt ook roestvrij staal nodig als je een contract krijgt om een oceaangoende onderzeeboot te bouwen. Maar voor de meeste grondige toepassingen van staal op land, is je meest economische keuze, zowel in termen van materiaal- en arbeidskosten als de levensduur van het project, geverniste staal.