Edelstahl vs. verzinkter Stahl

Einführung

Edelstahl vs. verzinkter Stahl, ist es wichtig, die Umgebung, die erforderliche Haltbarkeit und den Wartungsbedarf zu berücksichtigen. Edelstahl bietet unübertroffene Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Optik und eignet sich daher für anspruchsvolle Anwendungen in rauen Umgebungen. Verzinkter Stahl hingegen bietet kostengünstigen Korrosionsschutz für weniger aggressive Umgebungen.

1. Zusammensetzung und Herstellungsverfahren

Edelstahl

Edelstahl ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Eisen, Chrom (mindestens 10,5%) und manchmal Nickel und Molybdän besteht. Chrom bildet eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche, die ihm eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit verleiht. Verschiedene Güten, wie 304 und 316, unterscheiden sich in den Legierungselementen und bieten Optionen für verschiedene Umgebungen, einschließlich extremer Temperaturen und hoher Salzkonzentration.

Verzinkter Stahl

Verzinkter Stahl ist Kohlenstoffstahl, der mit einer Zinkschicht überzogen ist. Die Zinkschicht schützt den darunterliegenden Stahl als Barriere gegen Korrosion. Das gebräuchlichste Verzinkungsverfahren ist das Feuerverzinken, bei dem der Stahl in geschmolzenes Zink getaucht wird. Ein weiteres Verfahren ist die galvanische Verzinkung, bei der Zink mithilfe von elektrischem Strom aufgebracht wird. Beide Verfahren verbessern die Korrosionsbeständigkeit, sind jedoch in rauen Umgebungen im Allgemeinen weniger haltbar als Edelstahl.

2. Korrosionsbeständigkeit

Edelstahl

Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl beruht auf seiner Legierungszusammensetzung, die eine passive Chromoxidschicht bildet. Edelstahl der Güteklasse 316, der Molybdän enthält, bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegen Chloride, Säuren und andere aggressive Chemikalien. Er ist eine bevorzugte Wahl in der Schifffahrts-, Chemieverarbeitungs- sowie Öl- und Gasindustrie, wo er täglich korrosiven Stoffen ausgesetzt ist.

Verzinkter Stahl

Die Zinkschicht auf verzinktem Stahl bietet einen Opferschutz; das Zink korrodiert vor dem darunter liegenden Stahl und bietet so eine gewisse Korrosionsbeständigkeit. Dieser Schutz ist jedoch begrenzt, da die Zinkschicht mit der Zeit abgebaut werden kann. Während verzinkter Stahl in milden Umgebungen und im allgemeinen Bauwesen ausreichend Leistung bringt, widersteht er aggressiven Chemikalien oder Salzwasser nicht so gut wie Edelstahl.

3. Mechanische Eigenschaften und Festigkeit

Edelstahl

Edelstahl ist im Allgemeinen robuster als verzinkter Stahl, mit höhere Zugfestigkeit und Haltbarkeit. Dadurch ist es ideal für Anwendungen, bei denen es auf Belastbarkeit und Zuverlässigkeit unter Druck ankommt. Edelstahl bietet außerdem ausgezeichnete Schlag- und Verschleißfestigkeit, was der Infrastruktur und schweren industriellen Anwendungen zugutekommt.

Verzinkter Stahl

Die Stärke von verzinktem Stahl beruht in erster Linie auf der Kern aus Kohlenstoffstahlist er im Allgemeinen weniger robust als Edelstahl. Die zusätzliche Zinkschicht trägt nicht wesentlich zur Festigkeit bei. Verzinkter Stahl eignet sich für mittelschwere Anwendungen wo Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist, jedoch nicht in extremen oder stark beanspruchten Umgebungen.

4. Aussehen und Ästhetik

Edelstahl

Edelstahl hat ein glattes, glänzendes Aussehen und wird häufig in der Architektur und bei sichtbaren Installationen verwendet. Seine Ästhetik und Haltbarkeit machen ihn zur bevorzugten Wahl für gut sichtbare Strukturen und Geräte.

Verzinkter Stahl

Die Zinkschicht verleiht verzinktem Stahl eine stumpfe, mattgraue Oberfläche, die optisch weniger ansprechend ist als Edelstahl. Mit der Zeit kann sich durch Witterungseinflüsse eine weißliche Patina auf der Oberfläche bilden, die zwar die Ästhetik mindert, die Leistung jedoch nicht beeinträchtigt.

5. Kostenüberlegungen

Edelstahl

Edelstahl ist typischerweise teurer aufgrund seiner Legierungselemente Chrom und Nickel und komplexer Herstellungsverfahren. längere Lebensdauer und der minimale Wartungsaufwand kann die Anschaffungskosten ausgleichen, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen.

Verzinkter Stahl

Verzinkter Stahl ist wirtschaftlicher als Edelstahl, insbesondere für kurz- bis mittelfristige Anwendungen. Es ist eine kostengünstige Wahl für Projekte mit einem begrenztes Budget und mäßige Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit.

6. Typische Anwendungen

Edelstahlanwendungen

Öl und Gas: Wird aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit in Pipelines, Lagertanks und Offshore-Plattformen verwendet.
Chemische Verarbeitung: Hervorragend geeignet für Umgebungen, in denen täglich säurehaltige oder ätzende Chemikalien zum Einsatz kommen.
Schiffstechnik: Aufgrund seiner Salzwasserbeständigkeit eignet sich Edelstahl für maritime Anwendungen wie Docks, Schiffe und Ausrüstung.
Infrastruktur: Ideal für Brücken, Geländer und architektonische Strukturen, bei denen Haltbarkeit und Ästhetik von entscheidender Bedeutung sind.

Anwendungen für verzinkten Stahl

Allgemeines Bauwesen: Wird häufig für Gebäuderahmen, Zäune und Dachstützen verwendet.
Landwirtschaftliche Geräte: Bietet ein Gleichgewicht zwischen Korrosionsbeständigkeit und Kosteneffizienz für Geräte, die Erde und Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
Wasseraufbereitungsanlagen: Geeignet für nicht kritische Wasserinfrastruktur wie Rohrleitungen und Lagertanks in Umgebungen mit geringer Korrosion.
Außenstrukturen: Werden häufig in Straßenbarrieren, Leitplanken und Masten verwendet, bei denen mit milden Witterungsbedingungen zu rechnen ist.

7. Wartung und Langlebigkeit

Edelstahl

Edelstahl erfordert minimaler Wartungsaufwand aufgrund seiner inhärenten Korrosionsbeständigkeit. In rauen Umgebungen wird jedoch eine regelmäßige Reinigung empfohlen, um Salz, Chemikalien oder Ablagerungen zu entfernen, die die schützende Oxidschicht im Laufe der Zeit beeinträchtigen könnten.

Verzinkter Stahl

Verzinkter Stahl erfordert regelmäßige Inspektion und Wartung um die Zinkschicht intakt zu halten. Wenn die Zinkschicht zerkratzt oder abgenutzt ist, kann eine erneute Verzinkung oder zusätzliche Beschichtungen erforderlich sein, um Korrosion zu verhindern. Dies ist insbesondere bei maritimen oder industriellen Anwendungen wichtig, bei denen die Gefahr besteht, dass die Zinkschicht schneller abgebaut wird.

8. Beispiel: Edelstahl vs. verzinkter Stahl

EIGENTUM	EDELSTAHL (316)	VERZINKTER STAHL	VERGLEICH
Schutzmechanismus	Eine schützende Oxidschicht, die sich in Gegenwart von Sauerstoff selbst repariert und so langfristige Korrosionsbeständigkeit gewährleistet.	Bei der Herstellung wird auf den Stahl eine schützende Zinkschicht aufgetragen. Bei Beschädigung schützt das umgebende Zink den freiliegenden Stahl kathodisch.	Die Edelstahl-Schutzschicht ist langlebiger und kann sich selbst „heilen“. Der Edelstahlschutz lässt bei Materialverlust oder Dickenreduzierung nicht nach.
Aussehen	Viele Oberflächenausführungen sind verfügbar, von hochglänzend elektropoliert bis schleifpoliert. Ansprechende, hochwertige Optik und Haptik.	Pailletten möglich. Die Oberfläche ist nicht hell und verfärbt sich mit der Zeit allmählich zu einem matten Grau.	Ästhetische Designauswahl.
Haptik	Es ist sehr glatt und kann rutschig sein.	Es fühlt sich gröber an, was mit zunehmendem Alter deutlicher wird.	Ästhetische Designauswahl.
Umweltfreundliches Zertifikat	Es kann in neuen Strukturen wiederverwendet werden. Nach der Lebensdauer der Struktur ist es als Schrott wertvoll und weist aufgrund seines Sammelwerts eine hohe Recyclingquote auf.	Kohlenstoffstahl wird am Ende seiner Lebensdauer im Allgemeinen verschrottet und ist weniger wertvoll.	Edelstahl wird sowohl während der Herstellung als auch am Ende seiner Lebensdauer in großem Umfang recycelt. Neuer Edelstahl enthält einen erheblichen Anteil recycelten Stahls.
Schwermetallabfluss	Vernachlässigbare Werte.	Erheblicher Zinkabfluss, insbesondere in den frühen Lebensjahren.	Um eine Kontamination der Umwelt mit Zink zu vermeiden, wurden auf einigen europäischen Autobahnen Geländer aus rostfreiem Stahl angebracht.
Lebensdauer	Unbegrenzt, sofern die Oberfläche gepflegt wird.	Verlangsamen Sie die allgemeine Korrosion, bis sich das Zink auflöst. Roter Rost entsteht, wenn die Zink-/Eisenschicht und schließlich der Stahlgrund korrodieren. Eine Reparatur ist erforderlich, bevor ~2% der Oberfläche rote Flecken aufweisen.	Klarer Kostenvorteil für Edelstahl über den gesamten Lebenszyklus, wenn eine längere Lebensdauer angestrebt wird. Der wirtschaftliche Break-Even-Punkt kann je nach Umgebung und anderen Faktoren bereits nach sechs Jahren erreicht werden.
Feuerbeständigkeit	Hervorragend geeignet für austenitische rostfreie Stähle mit angemessener Festigkeit und Durchbiegung im Brandfall.	Zink schmilzt und läuft, was in einer Chemieanlage zum Versagen des angrenzenden Edelstahls führen kann. Der Kohlenstoffstahlträger verliert an Festigkeit und verbiegt sich.	Edelstahl bietet eine bessere Feuerbeständigkeit und vermeidet das Risiko von geschmolzenem Zink, wenn verzinkter Stahl verwendet wird.
Schweißen vor Ort	Dies ist eine Routine für austenitischen Edelstahl, wobei auf die Wärmeausdehnung zu achten ist. Schweißnähte können in die umgebende Metalloberfläche eingearbeitet werden. Nach dem Schweißen sind Reinigung und Passivierung unerlässlich.	Kohlenstoffstahl ist gut selbstschweißbar, aber Zink muss wegen der Dämpfe entfernt werden. Wenn verzinkter und rostfreier Stahl zusammengeschweißt werden, verspröden Zinkrückstände den rostfreien Stahl. Zinkhaltige Farbe ist weniger haltbar als verzinkte. In rauen Meeresumgebungen kann sich innerhalb von drei bis fünf Jahren verkrusteter Rost bilden, und Stahlbefall tritt nach vier Jahren/mm auf.	Die kurzfristige Haltbarkeit ist ähnlich, aber eine zinkreiche Beschichtung an den Verbindungsstellen muss gepflegt werden. Unter schwierigen Bedingungen rostet verzinkter Stahl stark – sogar Löcher – und es besteht die Gefahr von Handverletzungen, insbesondere von der nicht sichtbaren Seeseite aus.
Kontakt mit feuchtem, porösem Material (z. B. Holzkeilen) in salzhaltiger Umgebung.	Es kommt wahrscheinlich zu Rostflecken und Rissbildung, jedoch nicht zu Strukturschäden.	Ähnlich wie Lagerflecken kommt es zu einem schnellen Zinkverlust und längerfristig zu Perforationen.	Dies ist zwar für beides nicht wünschenswert, kann aber auf Dauer zu Schäden am Sockel verzinkter Masten führen.
Wartung	Bei unzureichender Pflege können Teeflecken und Mikrolöcher entstehen.	Bei unzureichender Pflege kann es zu allgemeinem Zinkverlust und anschließender Korrosion des Stahluntergrunds kommen.	Für beides ist Regen im Freien oder Waschen in geschützten Regionen erforderlich.