Kontinuierlich verzinkte Rohre fertigen

Wuppermann Austria arbeitet neuerdings bei der Herstellung verzinkter Rohre mit einem Kontiverfahren. Aber nicht nur das, nach dem Rohrschweißen wird die Zinkschicht auch kontinuierlich erneuert.
„Der Korrosionsschutz der mit unserem Verfahren hergestellten Rohre ist dem von stückverzinkten Rohren deutlich überlegen“, sagt Ing. Harald Leitner, Verkaufsleiter WProfile & WPipe bei Wuppermann Stahl GmbH in Judenburg (Österreich). Verzinkte Rohre werden aufgrund ihrer erhöhten Beständigkeit gegen Korrosion in vielen Anwendungsbereichen wie Wasser- und Sprinklerleitungen, Baugerüsten, Regalsystemen, Zäunen oder auch Spielgerüsten eingesetzt. Hergestellt werden sie aus „schwarzem“, d.h. unverzinktem Stahlband, das durch Rollen zum Rohr umgeformt und dann längsnahtgeschweißt wird. Das Aufbringen der Zinkschicht erfolgt anschließend durch Stückverzinken, d.h. durch das Eintauchen der Rohre in eine riesige Wanne, die ein Bad aus geschmolzenem Zink enthält.
Hauptnachteil dieses klassischen Tauchverfahrens ist die Ausbildung einer Zwischenschicht aufgrund der langen Verweildauer der Rohre im geschmolzenen Zink. Durch metallurgische Reaktion des Eisens mit dem Zink entstehen so genannte intermetallische Phasen. Diese werden umso dicker, je höher die Temperatur und je länger die Verweildauer ist. Ihr Anteil an der Gesamtschichtdicke beim Stückverzinken erreicht oft 70 bis 80%, während der Anteil der eigentlichen Zinkschicht nur 20 bis 30% beträgt.

Die störende Zwischenschicht …

„Diese Schicht aus intermetallischen Phasen hat nachteilige Eigenschaften“, weiß Dipl.-Ing. (FH) Markus Dirschlmayr von der Abteilung Marketing. Die Rostschutzwirkung einer Verzinkung beruht darauf, dass dieses Metall nur sehr langsam korrodiert. Wo der darunter liegende Stahl freigelegt wurde, z.B. durch kleinere Kratzer, wirkt das Zink zudem als „Opferanode“, die selbst den unbedeckten Stahl weiterhin schützt. Sobald die Decklage aus metallischem Zink jedoch aufgebraucht sei und die Korrosion die darunter liegenden intermetallischen Phasen erfasst, reagierten die darin enthaltenen Eisenatome mit dem Sauerstoff. Es bildet sich so genannter Rotrost, die Korrosion beschleunigt sich.
Noch nachteiliger sei jedoch, dass die intermetallischen Phasen spröde sind. Je dicker diese Schicht ist, desto leichter passiert es, dass sie bei mechanischer Beanspruchung – z.B. durch Verformung des Metalls – abplatzt. An solchen Stellen ist der Korrosionsschutz dann stark beeinträchtigt.

… wird beim Bandverzinken minimiert

„Im Unterschied zum üblichen Vorgehen setzen wir bei unserem WGalweld-Verfahren Bandmaterial ein, das bereits vor dem Schweißen in einem kontinuierlichen Verfahren verzinkt wurde“, erläutert H. Leitner. Da der Kontakt mit dem Zinkbad hierbei nur Sekundenbruchteile dauert, ist die intermetallische Phase nur hauchdünn und hat deshalb keine nachteiligen Auswirkungen auf Schichthaltbarkeit oder Korrosionsbeständigkeit. Die Beschichtung besteht daher zu über 99,9 % aus metallischem Zink. Hinzu kommt, dass dieses Verfahren dank moderner Prozessregeltechnologie sehr gut beherrscht werden kann. Die Schichtdicke ist mit engen Toleranzen einstellbar. Zudem ist es sogar möglich, Ober- und Unterseite mit unterschiedlich dicken Zinkauflagen zu versehen.
Bei der eigentlichen Rohrherstellung wird dieses Band in einer hochmodernen Anlage durch Rollen zu einem Rohr geformt und anschließend induktiv längsnahtverschweißt. Unmittelbar danach werden Innen- wie Außenseite der Schweißnaht mit Hilfe eines von der US-Firma IDOD patentierten Verfahrens thermisch nachverzinkt. Das Ergebnis ist ein rundum geschütztes Rohr ohne korrosionsanfällige Schwachstellen. Nach dem Aufbringen des Zinkschutzes wird der kontinuierlich durchlaufende Rohrstrang in einer automatischen Sägestation auf die jeweils gewünschte Länge geschnitten.

Zum verbesserten Korrosionsschutz …

„Da die Zinkauflage dieser Rohre im Vergleich zu konventioneller Stückverzinkung kaum intermetallische Phasen aufweist, sondern fast vollständig aus metallischem Zink besteht, hält ihre Korrosionsschutzwirkung wesentlich länger vor“, sagt Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ralf H. KOMOR, Regional Manager Central Europe bei Victaulic in Nazareth (Belgien). Weiterer wesentlicher Faktor ist die bessere Haftung des Zinküberzugs bei mechanischer Verformung. Besonders bedeutsam ist dies unter Kostenaspekten, denn bei der Verlegung werden heute zeitsparende Verfahren wie das Schnellkupplungssystem von Victaulic bevorzugt. Hierbei erfolgt die Verbindung der Rohrenden mit Hilfe einer Kupplung, die formschlüssig in Nuten sitzt. Die Nuten werden mit Hilfe eines Spezialgeräts in beide Rohre eingerollt. Diese Rollnut ist bei konventionell stückverzinkten Rohren ein potenzieller Schwachpunkt, da die intermetallischen Phasen durch die starke Verformung abplatzen können, was den Korrosionsschutz beeinträchtigt.

… kommt noch höhere Flexibilität

„Weiterer Vorteil für den Anwender ist die Flexibilität, mit der wir auf besondere Anforderungen unserer Kunden eingehen können“, sagt H. Leitner. Dies betreffe sowohl Rohrdurchmesser als auch Wanddicken, die Dicke der Zinkauflage sowie die verwendete Stahllegierung. Ein ganz wichtiger Aspekt seien die Rohrlängen: Dank eines modernen Sägezentrums liefere man die Zuschnitte auf den Millimeter genau. Das spare bares Geld, denn jede Anpassung auf der Baustelle sei ein Kostentreiber erster Güte. Auf Wunsch könne man solche Rohre sogar bereits fertig rollgenutet liefern. Und während stückverzinktes Rohrmaterial in der Regel nur in Längen von 6 m angeboten werde, sind WGalweld-Rohre in jeder gewünschten Länge von 2,5 m bis hin zu 14 m lieferbar. All dies ermögliche erhebliche Einsparungen bei Material und Arbeitszeit, da für die Gesamtlänge der Leitungen weniger Verbindungen zu realisieren sind.

Von besonderem Interesse, so H. Leitner, sei der überlegene Zinkschutz der WGalweld-Rohre unter anderem für Trocken-Sprinkleranlagen, weil hier der ständige Wechsel von Nass- und Trockenphasen zu erhöhter Korrosionsbeanspruchung führe. Weitere interessante Anwendungsbereiche seien neben dem Baugewerbe und dem Chemieanlagenbau auch der Fahrzeugbau sowie alle sonstigen Einsatzbereiche mit besonderen Anforderungen an den Korrosionsschutz.

Text: Klaus Vollrath