DURATA DE VIAŢĂ A STRUCTURILOR DIN OŢEL ZINCAT TERMIC NU ESTE REDUSĂ DIN CAUZA ORGANELOR DE ASAMBLARE, DEOARECE ŞI ACESTEA SE POT ZINCA TERMIC.
ZINCAREA TERMICĂ A ORGANELOR DE ASAMBLARE FILETATE
Dimensiuni
Şuruburile, piuliţele, prezoanele şi şaibele cu diametrul mai mare de 8 mm se pot zinca termic. Datorită utilizării de echipamente specializate se pot zinca, de asemenea, o varietate mare de piese filetate. Zincarea acestora a apărut ca o necesitate din cauza creşterii numărului construcţiilor metalice unde este nevoie de foarte multe elemente de asamblare. În cazul zincării termice a organelor de asamblare, proiectantul trebuie să prevadă toleranţe şi operaţii suplimentare de prelucrare deoarece acest procedeu nu asigură cote tolerate. În cazul filetelor metrice ISO, interioare sau exterioare, se recomandă prevederea unei toleranţe de circa patru ori grosimea acoperirii. Majoritatea elementelor de asamblare, cu excepţia piuliţelor se supun zincării atât la interior cât şi la exterior. Piuliţele se zinchează în stare brută. Filetarea se realizează ulterior zincării astfel încât să poată fi strânse cu mâna sau uşor cu o cheie pe şurubul zincat. După zincare se protejează suplimentar filetul prin ungere cu un fluid de protecţie anticorozivă. În ansamblul piuliţă-şurub, filetul nezincat al piuliţei este protejat împotriva coroziunii ca urmare a contactului acestuia cu filetul şurubului zincat. Chiar după mulţi ani de exploatare piuliţele zincate termic pot fi desfăcute cu uşurinţă chiar dacă filetul piuliţei nu a fost niciodată zincat termic.
Uniformitatea acoperirii
Deşi există o anumită tendinţă de îngroşare a stratului zincat termic la fundul filetului, se poate realiza o grosime aproape uniformă a stratului cu ajutorul tehnologiilor şi echipamentelor moderne. Dacă totuşi, stratul este mai gros spre fundul filetului, surplusul de strat este îndepărtat automat în momentul înşurubării piuliţei (care are filetul nezincat).
Finisarea suprafeţei şi aspectul exterior
Organele de asamblare zincate termic au de regulă un aspect exterior de gri deschis strălucitor, dar în cazul bolţurilor şi şuruburilor de înaltă rezistenţă acoperirea poate fi gri mată datorită conţinutului ridicat de siliciu al oţelului folosit, care determină o reactivitate mai mare faţă de zincul topit. Organele de asamblare zincate termic la temperaturi înalte (550°C) au de obicei un aspect exterior uniform, gri mat, dat de structura acoperirii formate la răcirea produsului.
Depozitarea
Organele de asamblare zincate termic trebuie depozitate în locuri uscate, bine aerisite, ventilate, sub şoproane acoperite, pentru a minimiza apariţia petelor (vezi Capitolul 9). Acestea nu trebuie stocate în incinte unde există degajări nocive, abur, umiditate, în apropierea băilor de decapare sau de fluxare. Se va evita stocarea îndelungată a acestora.
Notarea zincării termice pe documentaţia tehnică
Grosimile corespunzătoare diferitelor procedee de zincare, pentru organele de asamblare sunt enumerate în Tabelul 8. Deoarece se confundă frecvent zincarea electrolitică cu zincarea termică, în documentaţia tehnică se va preciza clar: “Zincarea termică a organelor de asamblare se face conform BS 7371: partea a 6-a: 1998”. Se recomandă ca după această precizare, documentaţia să fie completată şi cu: “Zincarea termică se va executa de societăţi comerciale membre ANAZ”. Această precizare va garanta respectarea normelor tehnice în vigoare şi o bună calitate a produselor şi serviciilor precum şi acordarea de asistenţa tehnică de către Asociaţia Naţională a Zincatorilor (ANAZ).
Costurile relative
Costul iniţial de zincare termică a organelor de asamblare filetate este în general uşor mai ridicat decât cel al zincării electrolitice conform BS3382. Totuşi, dacă se ia în considerare costul anual de întreţinere pentru a preveni apariţia ruginii, zincarea termică, este de departe cea mai economică acoperire.
Şuruburile de înaltă rezistenţă
În general şuruburile de înaltă rezistenţă (gradul 8,8 ISO conform BS4395 Partea 1; echivalent cu ASTM A325), se pot zinca termic fără dificultate. Şuruburile de gradul 10,9 ISO (BS4395 Partea 2 sau ASTM A490) sunt zincate termic în Anglia, Japonia, Italia, Franţa şi Germania. Acestea necesită însă curăţire prin sablare ca tratament alternativ de pregătire a suprafeţei înaintea zincării termice. Şuruburile de gradul 12,9 ISO şi organele de asamblare de rezistenţă mai mare, în general nu se recomandă să fie zincate termic.
Asamblări prin frecare
Iniţial, coeficientul de frecare între suprafeţele de contact zincate termic este scăzut – în medie el este de cca. 0,19. Totuşi, odată cu începerea alunecării între aceste suprafeţe, frecarea se intensifică rapid şi apare fenomenul de gripare, datorită sudării la rece dintre neregularităţile suprafeţelor acoperite. Dacă se acceptă o alunecare pe distanţe mici, nu este necesară tratarea suplimentară a suprafeţelor, în schimb, dacă trebuie evitată complet alunecarea, coeficientul de frecare trebuie mărit prin creşterea rugozităţii suprafeţei stratului zincat termic. Folosirea unei perii de sârmă poate mări coeficientul de alunecare la 0,35. Obţinerea unui coeficient de frecare de 0,5 sau mai mare, se poate realiza prin diferite procedee de sablare sau prin alte metode de modificare a rugozităţii. În Statele Unite, zincarea termică este una dintre puţinele acoperiri acceptate în cazul suprafeţelor de contact la asamblările realizate prin forţe de frecare. Această soluţie a fost aprobată de Consiliul de Cercetare pentru Asamblări Structurale cu Nituri şi Şuruburi (Research Council for Riveted and Bolted Structual Joints of the Engineering Foundation).
Datorită efectului de “gripare” descris mai sus, la îmbinările prin filetare a organelor de asamblare zincate termic, se recomandă folosirea unor lubrefianţi pentru a uşura strângerea şi a împiedica uzarea filetului. S-a obsevat că ceara de albine este cel mai eficient lubrifiant, precum şi disulfura de molibden (molicot), sau grăsimea animală.
SUDAREA OŢELULUI ZINCAT TERMIC
Încercările realizate la Institutul de Sudură (The Welding Institute), cu sponsorizare din partea Organizaţiei Internaţionalei de Cercetare Plumb-Zinc (International Lead Zinc Research Organisation) au arătat că pe oţelurile zincate termic se pot realiza suduri de calitate ridicată şi că proprietăţile mecanice (rezistenţa la întindere, încovoiere, oboseală, rezilienţă ş.a.) ale acestor suduri sunt aproape identice, uneori chiar mai bune, decât cele ale sudurilor făcute pe oţel nezincat. Deşi sudarea se poate realiza direct pe stratul zincat se recomandă îndepărtarea stratului de zinc din zona ce urmează a fi sudată, în general prin şlefuire sau sablare cu alice şi sudarea directă pe materialul de bază. Vitezele de sudare sunt mai mici şi rezultă mai mulţi stropi, mai ales la sudarea cu CO2. Aspectul suprafeţelor zincate pe suprafeţele sudate poate fi diferit faţă de zonele zincate pe suprafeţe obişnuite. Acest fapt poate fi determinat de diferenţa între conţinutul de Si şi P în sârma de sudură faţă de materialul care trebuie sudat.
Pe oţelurile zincate termic se pot aplica destul de simplu toate procedeele de sudură, totuşi în anumite cazuri, pot fi necesare anumite modificări tehnice minore, în funcţie de procedeul de sudare utilizat, tipul de îmbinare şi poziţia de sudare. De exemplu, modificările necesare în cazul sudării manuale cu arc electric sunt:
- O uşoară mişcare de dute-vino a electrodului de-a lungul îmbinării.
- În timpul sudării, pe cordonul de sudură şi în zona afectată termic are loc o volatilizare a zincului în faţa băii de sudură.
- Se recomandă o distanţă uşor mai mare în cazul îmbinărilor cap la cap, pentru a asigura o penetrare totală a sudurii.
- O lungime mai mică a arcului electric asigură un control mai bun al băii de sudare şi ajută la prevenirea penetrării excesive a sudurii sau tăierii materialului.
- Se pot utiliza atât electrozi bazici cât şi rutil, dar trebuie realizate teste simple de procedură înaintea trecerii la sudare în producţia de masă.
În zonele unde stratul de zinc a fost îndepărtat pentru a facilita sudarea şi în zonele afectate de temperatura de sudură, trebuie realizate recondiţionări folosind una dintre metodele descrise în secţiunea Recondiţionarea acoperirilor zincate termic. Înainte de recondiţionare, toţi produşii rămaşi în urma sudării trebuie îndepărtaţi din zona sudată şi din zonele adiacente acesteia.
Recomandări detaliate legate de sudarea produselor zincate termic pot fi obţinute prin intermediul ANAZ.
Deşi zincul este un element necesar în alimentaţia zilnică şi nu se acumulează în organism, inhalarea vaporilor de oxid de zinc în timpul sudării în anuminte cantităţi poate provoca aşa numita “febră a zincului” care are simptome similare cu gripa. Aceste simptome sunt de scurtă durată şi în mod normal dispar după 24 de ore. Pentru a menţine concentraţia vaporilor de oxid de zinc în limite acceptabile, trebuie asigurată exhaustarea şi ventilarea atunci când se sudează oţel zincat termic în spaţii închise, iar dacă aceasta nu poate fi asigurată, sudorul trebuie să poarte obigatoriu mască. Indiferent de condiţiile în care se realizează sudarea, sudorul trebuie să respecte normele de sănătate şi siguranţă în vigoarea.
PREVENIREA RUGINIRII SUDURILOR
Toate sudurile realizate pe produse zincate termic trebuie protejate împotriva ruginirii, imediat după sudare, deoarece atunci suprafaţa este lipsită de rugină şi uşor de tratat. Tratarea se poate realiza aşa cum se descrie în Capitolul 9.