Duplex-Systeme kombinieren eine Feuerverzinkung mit einer Beschichtung und werden zumeist zur Erhöhung der Schutzdauer oder aus Gründen der farblichen Gestaltung eingesetzt. Neben dem Nassbeschichten hat hierbei das Pulverbeschichten an Bedeutung gewonnen. Es ist nun auch in einer Norm geregelt.
Seit April 2009 gilt die Norm DIN 55633 „Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Pulver-Beschichtungssysteme - Bewertung der Pulver-Beschichtungssysteme und Ausführung der Beschichtung“. DIN 55633 bezieht sich auf Stahlbauten für die ein Tragsicherheitsnachweis erforderlich ist mit unbeschichteten oder nach DIN EN ISO 1461 feuerverzinkten Bauteilen aus unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl von mindestens 3 mm Dicke. In der DIN 55633 werden Beschichtungssysteme zum Zwecke des Korrosionsschutzes genormt. Sie ergänzt die Normenreihe DIN EN ISO 12944, die sich ausschließlich mit flüssigen Beschichtungsstoffen befasst. DIN 55633 berücksichtigt alle für einen angemessenen Korrosionsschutz bedeutenden Gesichtspunkte wie die Art des Substrates, die Art der Oberflächenvorbereitung und -behandlung, die Auswahl von Beschichtungssystemen sowie Prüfungen.
Wirkungsweise von Duplex-Systemen
Die Wirkung von Duplex-Systemen beruht auf einem gegenseitigen Schutz von Feuerverzinkung und Beschichtung. Der Zinküberzug wird durch die Beschichtung vor atmosphärischen und chemischen Einflüssen geschützt. Ein Abtrag des metallischen Zinks wird vermieden, der Zinküberzug bleibt dauerhaft unter der Beschichtung erhalten. Umgekehrt verursachen Beschädigungen an der Beschichtung keine negativen Auswirkungen, da die Robustheit des darunter liegenden Zinküberzuges hohen Belastungen standhält. Die für Beschichtungen typischen Unterrostungen entstehen erst gar nicht. Ein Duplex-System erreicht eine extrem lange Schutzdauer, die deutlich länger ist als die Summe der jeweiligen Einzelschutzdauer aus Verzinkung und Beschichtung.
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 dies auch bei entsprechenden Eignungsprüfungen unter Beweis gestellt haben. Die geprüften und zum Zwecke des Korrosionsschutzes geeigneten Beschichtungssysteme auf Basis von Pulverbeschichtungsstoffen für feuerverzinkten Stahl sind in der Norm ausführlich beschrieben. Abbildung 2 zeigt Beispiele für Pulver-Beschichtungssysteme auf feuerverzinktem Stahl gemäß Tabelle 2 aus DIN 55633.
Als Oberflächenvorbereitung und -behandlung stehen grundsätzlich das Sweepen und die Gelbchromatierung zur Auswahl, alternative Verfahren sind ebenfalls möglich. Als Bindemittel kommen Epoxidharz, Polyesterharz und Polyurethan in 1 oder 2 Schichten zur Anwendung. Dabei wird von den einschichtigen Systemen eine Korrosionsschutzdauer zwischen C3 mittel und C4 niedrig erreicht, die zweischichtigen Systeme schaffen eine Schutzdauer bis C5 mittel. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass sich wie bei DIN EN ISO 12944 die angegebene Schutzdauer ausschließlich auf die Haftfestigkeit der Beschichtung auf dem verzinkten Stahl bezieht. Das bedeutet, die Korrosionsschutzdauer der Feuerverzinkung bleibt bei diesen Angaben unberücksichtigt, was zur Folge hat, dass das gesamte Duplex-System, bestehend aus Feuerverzinkung plus Pulverbeschichtung, eine erheblich längere Schutzdauer bietet.
Applikation
Die Pulverbeschichtung ist eine industrielle Beschichtung, die nach dem heutigen Stand der Technik werkseitig vor der Montage aufgebracht wird. Die Vorbereitung und Vorbehandlung der Substratoberfläche hat unmittelbar vor dem Beschichtungsvorgang zu erfolgen. Die Auswahl des Verfahrens richtet sich nach der zu erwartenden Korrosionsbelastung und der geforderten Schutzdauer. Die Verarbeitung des Pulver-Beschichtungsstoffes erfolgt in einer Hand- oder Automatikanlage mittels verschiedener Sprühverfahren. Hierbei ist der Verarbeitung mittels elektrostatischem oder tribostatischem Auftrag durch Sprühen aufgrund der besseren Schichtdickenkontrolle der Vorzug zu geben. Unmittelbar nach der Beschichtung hat die Aushärtung des Pulver-Beschichtungsstoffes zu erfolgen. Dies wird in der Regel in einem Einbrennofen bei Temperaturen von 150°C bis 220°C nach den vom Hersteller vorgegebenen Einbrennbedingungen durchgeführt. Die Aushärtung geschieht durch thermochemische Vernetzung in Durchlauf- oder Kammeröfen. Die von den Pulverlacksystemen vorgegebenen Einbrennbedingungen (Objekttemperaturen und Haltezeiten) müssen exakt eingehalten werden. Eine vollständige Aushärtung der applizierten Pulverlacke ist Voraussetzung zur Erzielung der optimalen Beschichtungseigenschaften.
Fazit
Durch die Einführung der DIN 55633 sind Duplex-Systeme aus Feuerverzinkung und Pulverbeschichtung für Stahlbauten nun auch normenmäßig geregelt.
Backgrounder:
Der Industrieverband Feuerverzinken e.V. und seine Serviceorganisation, das Institut Feuerverzinken GmbH, vertreten die deutsche Stückverzinkungsindustrie, die im Jahr 2008 ca. 1,4 Mio. t Stahl stückverzinkt hat. Wichtige Anwendungsbereiche des Korrosionsschutzes durch Feuerverzinken sind u. a. Architektur und Bauwesen sowie die Verkehrstechnik und der Fahrzeugbau. Weitere Informationen zum Feuerverzinken unter: www.feuerverzinken.com.
