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(1)
Abhängigkeit der Oberfläche von der Materialdicke - Beispiel: eine Stahlkonstruktion mit einer durchschnittlichen Materialdicke von 7 mm hat eine Oberfläche von etwa 37 qm/t
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Umrechnung der Verzinkungskosten von DM/t in DM/qm. Beispiel: Aus einem Verzinkungspreis von 550 DM/t ergeben sich bei einer durchschnittlichen Materialdicke von 8 mm Verzinkungskosten von etwa 17,20 DM/qm.
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Dicke des Zinküberzuges auf Stahlkonstruktionen
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Praxisgerechte Erfahrungswerte der Schutzdauer
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Erstschutz
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(6)
Wirtschaftlichkeits-
berechnung Korrosionsschutzsysteme
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Arbeitsblätter Feuerverzinken
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5.3
Die Wirtschaftlichkeit der Feuerverzinkung
1. Allgemeines
In einer Zeit knapper werdender Ressourcen, steigender Kosten für Rohstoffe, Energieträger und Arbeitskräfte, wird die Erhaltung von Werten und Gütern immer wichtiger. Die eingesetzten Rohstoffe sollen möglichst effektiv verwendet und lange genutzt werden. Jeder Werkstoff ist in der Praxis korrosiven Einflüssen ausgesetzt. Nur durch einen gezielten Korrosionsschutz verlängert man die Lebensdauer eingesetzter Materialien. So wird die Umwelt geschont, und die vorhandenen Ressourcen werden sparsam eingesetzt. Es gilt, kostspielige Korrosionsschäden durch einen wirtschaftlich sinnvollen und somit kostenmindernden Korrosionsschutz zu verhindern.
2. Kriterien bei der Korrosionsschutzwahl
Bei der Auswahl eines geeigneten Korrosionsschutzsystems und bei der Beurteilung seiner Wirtschaftlichkeit sind viele Faktoren von Bedeutung; diesese sind u.a.
- die Schutzdauer eines Überzuges/ eines Beschichtungssystems
- die zu erwartende Nutzungsdauer des Objektes
- die atmosphärische Belastung des Werkstoffes Stahl
- die direkten Kosten für den Erstschutz
- die Folgekosten für Instandhaltungsarbeiten, resultierend aus den Zeiträumen der Instandhaltungsintervalle
- die Risiken, die sich aus Betriebsunterbrechungen, bedingt durch Nachbesserungen, ergeben.
3. Zusammenhang zwischen Materialdicke und Oberfläche
Will man die Kosten von Korrosionsschutzsystemen miteinander vergleichen, ist die Tatsache von Bedeutung, daß die Kosten bei der Feuerverzinkung nach dem Gewicht des Verzinkungsgutes und nicht nach der Oberfläche berechnet werden. Aus diesem Grunde muß also zunächst der Zusammenhang zwischen Oberfläche je Gewichtseinheit und Materialdicke hergestellt werden. Einfache Zusammenhänge sind in Abb. 1 dargestellt. So hat z.B. eine Stahlkonstruktion mit einer Materialdicke von 7 mm eine Oberfläche von ca. 37 qm/t.
Kennt man den Preis der Feuerverzinkung (üblicherweise in DM/t angegeben) ist eine leichte Umrechnung zur Durchführung eines Kostenvergleiches möglich (Abb. 2). Kostet z.B. bei einem Großauftrag das Feuerverzinken einer Stahlkonstruktion mit einer durchschnittlichen Materialdicke von 8 mm 550,-DM/t, so errechnet sich hieraus ein Preis von etwa 17,20 DM/qm.
4. Schutzdauer
Die Wirtschaftlichkeit von Korrosionsschutzsystemen wird im wesentlichen durch die Schutzdauer des Systems bestimmt. Da beim Korrosionsschutz häufig in Jahrzehnten gerechnet wird, sind hochwertige und damit auch langlebige Schutzsysteme in der Regel auch wirtschaftlicher als billige, kurzlebige Alternativen.
Die Haltbarkeit von Zinküberzügen wird im wesentlichen von ihrer Schichtdicke beeinflußt. Diese Schichtdicken liegen in der Praxis deutlich über den Mindestwerten, die in Normen festgelegt sind. In der Praxis liegen die Schichtdicken von Zinküberzügen bei den nachstehenden Werten (Abb. 3).
Für einen Vergleich der Wirtschaftlichkeit wurden die folgenden praxisüblichen Erfahrungswerte für die Schutzdauer zugrunde gelegt (Abb. 4). Die Feuerverzinkung wurde hier mit einer Überzugsdicke von 120 µm angenommen, die Instandsetzung des Korrosionsschutzes soll bei einer Restschichtdicke von 30 µm einsetzen. Nutzbar für den Korrosionsschutz ist demnach eine Dicke des Zinküberzuges von 90 µm.
Hieraus errechnet sich bei einer mittleren korrosiven Belastung eine Schutzdauer von ca. 25-30 Jahren.
Nach neueren Erkenntnissen handelt es sich hierbei um eine eher konservative Berechnung; in der Praxis sind durchaus höhere Schutzzeiträume erreichbar.
Bei der Beschichtung wird von einer Oberflächenvorbereitung mit dem Normreinheitsgrad Sa 2 1/2 ausgegangen, es sind eine Grundbeschichtung à 80 µm und zwei Deckbeschichtungen à 80 µm vorgesehen, insgesamt also eine Sollschichtdicke von 240 µm. Aus heutiger Sicht ergibt sich daraus eine Schutzdauer des Systems von 10-15 Jahren. Die Instandsetzung soll einsetzen, wenn die Grundbeschichtung noch weitgehend intakt ist.
Das Duplex-System ist aus einer Feuerverzinkung 120 µm sowie einer Grund- und einer Deckbeschichtung à 80 µm aufgebaut. Die Instandsetzung soll durchgeführt werden, wenn die (Farb-)Beschichtung einschließlich der Grundierung weitgehend beschädigt ist und der Zinküberzug sich ebenfalls auf 30 µm reduziert hat. Hieraus errechnet sich eine Schutzdauer dieses Systems von mehr als 35 Jahren.
Nach Ablauf dieser Zeiträume müssen für alle Korrosionsschutzsysteme Instandsetzungsarbeiten durchgeführt werden. Zur Erzielung der vorgegebenen Objektnutzungsdauer ist es teilweise erforderlich, die Instandsetzungsarbeiten mehrfach zu wiederholen. Die Zeiträume, die zwischen den Instandsetzungsintervallen liegen, können ebenfalls Abb. 4 entnommen werden.
Grundsätzlich sollte angestrebt werden, den Erstschutz möglichst bereits ab Werk durchzuführen.
Hierbei kann der Korrosionsschutz unter optimalen Bedingungen und ohne Umweltbelastungen aufgebracht werden. Bei Instandsetzungsarbeiten an Bauwerken ist dieses in der Regel jedoch nicht möglich. Um die Umwelt nicht unnötig zu belasten, sollte man in diesen Fällen Systeme wählen, die aufgrund ihrer langen Schutzdauer den Instandsetzungsaufwand vor Ort minimieren.
Entgegen bisherigen Annahmen, nach denen die Feuerverzinkung erst unter Berücksichtigung des Faktors Zeit das wirtschaftlichere Korrosionsschutzsystem ist, ergibt sich heute oft ein anderes Bild.
Bereits bei den Erstschutzkosten verfügt die Feuerverzinkung bei vielen Konstruktionsarten über deutliche Kostenvorteile gegenüber alternativen Beschichtungssystemen.
5. Erstschutz- und Folgekosten
Da die Nutzungsdauer von Objekten normalerweise deutlich über der Schutzdauer von Korrosionsschutzsystemen liegt, müssen bei einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sowohl die Erst- als auch die Folgekosten berücksichtigt werden. Die Abb. 5 ermöglicht einen orientierenden Überblick über die Erstschutzkosten der Feuerverzinkung im Vergleich zu hochwertigen (Färb-) Beschichtungssystemen.
Die angegebenen Kosten können natürlich nur Richtwerte sein. Je nach Art und Material der Konstruktion, Auftragsumfang und Qualität des jeweiligen Korrosionsschutzsystems ergibt sich eine natürliche Bandbreite. Die Kostengrößen können nach oben oder unten schwanken; auch Kosten für Transportaufwendungen oder Gerüste sind in der Tabelle nicht enthalten.
6. Wirtschaftlichkeitsvergleiche in der Praxis
Will man die Wirtschaftlichkeit von Korrosionsschutzsystemen miteinander vergleichen, so müssen neben den Erstkosten auch Aufwendungen für Instandsetzungen (die mitunter recht erheblich sein können) in Ansatz gebracht werden. Die Schutzdauer des Systems beeinflußt die Wirtschaftlichkeit entscheidend, da durch sie Art und Umfang der Instandsetzungen vorgegeben werden.
Sind langlebige Schutzsysteme bereits bei den Erstkosten im Vorteil, kann man in der Regel auf aufwendige betriebswirtschaftliche Gesamtrechnungen, die Kapitaleinsatz und Verzinsung berücksichtigt, verzichten (Abb. 6). Ist ein hochwertiges System bei den Erstkosten teurer, dann kann es sich trotzdem durch seine Langlebigkeit und die daraus resultierende, geringere Anzahl von Instandsetzungen als das kostengünstigere und damit wirtschaftlichere System darstellen.
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