Alkusivu

 

Rakenteiden suunnittelu ja valmistus

 

 

 

Rakenteiden suunnittelu ja muotoilu kuumasinkityksessä.

Sinkittävät rakenteet tulee suunnitella ja valmistaa siten, ettei niihin jää umpinaisia tiloja ja taskuja. Aukotuksen ansiosta sinkki pääsee virtaamaan rakenteiden sisään ja ulos, eikä ilmapusseja pääse syntymään. Sinkittävät kappaleet tulisi varustaa myös ripustuspaikoilla tai rei´illä. Saranat, holkit ja muut toisiinsa nähden liikkuvat osat tulee suunnitella sellaisiksi, että ne voidaan irrottaa toisistaan sinkityksen ajaksi. Lisäksi on huomioitava riittävät välykset. Kappaleet on merkittävä erillisillä stanssatuilla numerolapuilla, koska maali- ja rasvaliitumerkinnät estävät sinkin tarttumisen kappaleen pintaan.
  
Periaatekuva kuumasinkityksestä. Kappaleen nosto tapahtuu vinossa asennossa, jotta sinkki valuisi tasaisesti pois.
Varmista, että sinkki pääsee esteittä valumaan kappaleiden ja putkien sisään eikä ilmataskuja pääse syntymään. Kuvassa esimerkkejä kappaleisiin tehdyistä tuuletusaukoista.

Rakenteiden muotoilussa kuumasinkitystä varten pätevät suurelta osin samat säännöt, jotka koskevat hyvää rakenne-, pintakäsittely- ja hitsauskäytäntöä yleensä. Tiettyihin asioihin tulee kuitenkin kiinnittää
erityistä huomiota. On myös tärkeää, että suurehkojen esineiden ollessa kyseessä otetaan huomioon peittausaltaiden ja sinkkipatojen koko. Sinkitys voidaan suorittaa myös nk. kääntökastolla, jolloin on mahdollista pinnoittaa pitempiä rakenneosia kuin mitä padan pituus on. Ruuviliitokset ovat suositeltavia, koska niillä saavutetaan usein huomattavia etuja verrattuna hitsausliitokseen. Mm. vältytään vaivalloisista ja kalliista pintojen korjauksista, jotka johtuvat sinkin vioittumisesta hitsattaessa. Lisäksi säästöjä voi tulla sinkitys- ja kuljetuskustannuksissa ja usein myös asennuskustannuksissa.


Turvallisuusvaatimukset
Kuumasinkityksessä esineet upotetaan happoon ja sulaan sinkkikylpyyn. Tämän takia putkirakenteet ja säiliöt sekä palkkirakenteet täytyy varustaa valutusja ilmanpoistoaukoilla. Kun aukkoja on riittävästi, niin että ontelot tyhjenevät kokonaan, vältytään räjähdysvaaralta.


Peittaushappoa voi tunkeutua esim. hitsien huokosiin. Upotettaessa esine sinkkikylpyyn, höyrystyvät peittausnesteen jäänteet ja elleivät ne pääse poistumaan, paine nousee aiheuttaen räjähdysvaaran.


Aukkojen koot on esitetty taulukossa 2. Aukot tulee sijoittaa niin, että tuuletus on täydellinen ja niin,että peittaushappo ja sinkki valuvat helposti sisään ja ulos.


Kuvissa on esimerkkejä aukkojen sijoituksista. On suositeltavaa ottaa yhteyttä sinkitsijään jo suunnitteluvaiheessa ja keskustella aukkojen koosta ja sijoituksesta.


Laatunäkökohtia

Seuraavassa on joitakin ohjeita kuumasinkityn rakenteen suunnitteluun.

 

Käsittelymahdollisuudet

Muotoile mieluiten kappaleet helposti käsiteltävistä osista, jotka kootaan yhteen sinkityksen jälkeen. Ruuviliitoksen käyttö on suositeltavaa. Esineet tulee varustaa nostoaukoilla tai nostokorvilla, joihin työkalut voidaan kiinnittää. Vältä sisään työntyviä putkiosia

säiliöissä. Putkiosat tulee sijoittaa nurkkiin lävistäjän suuntaan. Muutoin säiliöitä ei voida tyhjentää kokonaan sinkistä, ks. kuva 7-8.

 

Toisiinsa nähden liikkuvat osat

Toisiinsa nähden liikkuvat osat asennetaan sinkityksen jälkeen. Jos tämä ei ole mahdollista, voidaan liikkuvuus säilyttää varaamalla riittävä välys, 1 mm, kullekin sivulle, ts. reikä 2 mm akselia suurempi.

 

Vältä rakenteita, jotka saattavat vääntyä

Vältä yhdistämästä samaan kappaleeseen osia, joiden ainevahvuudet ovat kovin erilaiset, ks. kuva 7.

Kuumeneminen sinkkikylvyssä tapahtuu epätasaisesti ja rakenne voi vetää. Pitkiä, hoikkia rakenteita tulee välttää. Vältä ohutlevyjen, aine-paksuus 3.. 4 mm, suuria tasopintoja, ks. kuva 7-9. Tällaiset
rakenteet voivat vetää. Jos mahdollista pitää rakenne muotoilla siten, että hitsaus voidaan suorittaa symmetrisesti painopisteakseliin nähden. Hitsausjärjestys suunnitellaan siten, että jännitykset tulevat
niin vähäisiksi kuin mahdollista.

 

Vältä eri pinnanlaatujen ja materiaalityyppien yhdistelmiä
Vasta valssattua terästä ei ole hyvä hitsata yhteen syöpyneen teräksen tai valuraudan kanssa. Tällaiset materiaalit tulee käsitellä eri tavalla, mikä ei ole mahdollista, jos ne on hitsattu yhteen. Sinkkipinnoitteesta tulee epätasainen ja pintojen ulkonäkö vaihtelee.


Eri terästyyppejä kuten tiivistämätöntä tai alumiinilla tiivistettyä terästä ei ole suositeltavaa hitsata yhteen piillä tiivistetyn materiaalin kanssa. Pinnan ulkonäöstä tulee erilainen ja sinkkipinnoitteista eri paksuisia.


Vältä happopesäkkeitä
Muotoile rakenne niin, ettei synny kapeita rakoja, ks.kuva 10 ja 13. Päittäisliitokset ovat kuumasinkityksen kannalta paremmat kuin limiliitokset.


Jos limiliitoksia ei voida välttää, on hitsaus tehtävä liitoksen ympäri. On tärkeää, ettei liitokseen jää läpimeneviä huokosia. Jos päällekkäin liitetty pinta on suurempi kuin n. 70 cm2, pitää rakenteeseen tehdä
tuuletusaukot, kuva 6.


Limiliitoksien väliin jäävä rako ei sinkity. Kosteuden vaikutuksesta rakoon jääneet suolat ja vesi ruostuttavat teräksen, aiheuttaen ruostevalumia.

 

Kuva 6. Esimerkkejä päällehitsatuista vahvikkeista, jotka pitää varustaa tuuletusreiällä, jos peitetty ala on suurempi
kuin n. 70 cm2.

 

Kuva 8. Sisään työntyvät putkiosat säiliössä estävät säiliön tyhjenemisen. Sijoita putkiosat lähelle kulmia lävistäjän suunnassa. Sinkin valumista helpotetaan myös jos putkiosat eivät ole kovin pieniä - o 50 mm jokaista 0,5 m3 kohti on hyvä sääntö. Suuremmissa säiliössä pitää olla nostokorvakkeet käsittelyn helpottamiseksi.

 

Kuva 9. Esimerkkejä jäykistämisestä tasopintojen muodonmuutosten pienentämiseksi.

 

Kuva 10. Esimerkkejä miten rakenteet pitää muotoilla, ettei happopesäkkeitä muodostuisi.

 

Vältä taskuja
Rakenteet tulee suunnitella siten, että sinkki voi vapaasti juosta pois kaikilta pinnoilta nostettaessa rakenne ylös sinkkikylvystä, kuva 12. Muutoin pinnoitteesta tulee epätasainen.


Kierteelliset osat

Ulkopuoliset kierteet tulee valmistaa alimittaisiksi niin, että ne sopivat mutteriin sinkityksen jälkeen. Kierteiden sopivat alimitat on esitetty standardissa SFS-EN ISO 10684 .


Sisäpuoliset kierteet tehdään tai avataan nimellismittaan sinkityksen jälkeen. Yhdistelmärakenteissa ulkopuoliset kierteet täytyy puhdistaa sinkityksen jälkeen. Ulkopuolisten kierteiden sinkkipinnoite suojaa
sisäpuolisen kierteen ruuviliitoksissa
.

 

Merkintä
Kuumasinkittävien terästen väliaikainen merkintä voidaan tehdä ainoastaan vesiliukoisilla maaleilla. Pysyvä merkintä voidaan tehdä stanssaamalla kirjaimet tai numerot esineeseen tai niihin kiinnitettyihin peltilaattoihin. Stanssaus on oltava niin syvä, että
merkintä on luettavissa sinkityksen jälkeen.


Hitsaaminen
Hitseissä ei saa olla reikiä, jotka aiheuttavat happopesäkkeitä.
Molemmilta puolilta suoritettava pienahitsaus on päätettävä yli toisen sauman, niin että happo ei pääse tunkeutumaan mahdolliseen rakoon, kuva 13.


Hitsausmenetelmät, joissa ei synny kuonaa, kuten MIG-hitsaus, ovat suositeltavia. Jos käytetään päällystettyjä hitsauspuikkoja, kuona on poistettava hitseistä hyvin. Hitsauskuona ei lähde pois peittauksessa
ja se aiheuttaa mustia sinkittömiä täpliä kuumasinkityksessä.


Muuta
Hyvän kuumasinkitystuloksen edellytyksenä on, että teräspinnat ovat puhtaat. Sen vuoksi tulee huolehtia siitä, ettei teräspintoihin tule maalia, rasvaa, öljyä tai tervaa. Epäpuhtaudet, jotka eivät lähde peittaamalla, on poistettava muilla menetelmillä. Niistä aiheutuu
lisäkustannuksia. Epäpuhtauksien kohdalle ei sinkki tartu. Joskus epäpuhtaudet voivat olla vaikeasti havaittavissa ja tulevat esiin vasta sitten, kun sinkitys on suoritettu. Tällöin voi olla välttämätöntä käsitellä
pinta uudelleen, mikä luonnollisesti nostaa käsittelyn kustannuksia.

 

Kaasu-, laser- ja plasmaleikkauksella syntyy pintoja, jotka vaikuttavat sinkitykseen. Sinkkikerroksesta voi tulla liian ohut ja sen tarttuvuus voi jäädä heikoksi. Nämä pinnat tulee hiekkapuhaltaa, hioa tai särmätä
ennen sinkitystä.

Kuva 1. Kaapelihyllyjen kuumasinkitys. Nostoasennon kaltevuuden ansiosta ylijäämäsinkki valuu helposti pois.

 

Kuva 2. Putkirakenteiden suositeltavat tuuletusreikäkoot.

 

Kuva 3. Periaatekuva kuumasinkityksestä.

 

Kuva 4. Periaatekuva kääntökastosta.

 

Kuva 5. Hitsatuissa rakenteissa laitetaan aukot kaikkiin liitoskohtiin. Sinkki pääsee valumaan sisään ja ulos. Kuvan esimerkissä aukkokoko soveltuu alle 100 x 100 putkipalkeille.

Kuva 7. Älä hitsaa yhteen kovin eri ainevahvuisia osia. Rakenne voi vetää sinkkikylvyssä ja jäähdytyksessä
eriaikaisen lämpenemisen ja jäähtymisen johdosta.

 

Kuva 11. Happopesäke, josta happo ja raudan suolat ovat syövyttäneet reiän sinkkikerrokseen aiheuttaen värivirheen.

 

Kuva 12. Tukilevyjen kulmat on poistettava. Valumisaukot pitää sijoittaa niin lähelle pohjaa kuin mahdollista. Diagonaalin pää ei saa ulottua laippaan asti, tai sen pää on lovettava. Huom. Vaihtoehto 2 muodostaa happopesäkkeen, jota pitää välttää.

 

Kuva 13. Päätä hitsi toisen päälle niin, että se on tiivis.

 

Alkusivu