Zelena-Slovenija-logo

Portal za trajnostni razvoj

Kontakt:

Kontaktirajte nas na e-naslov info@zelenaslovenija.si ali pokličite na 03 42 66 700.

Poiskali bomo ustrezno rešitev za vas.

Pri vročem cinkanju se nečistoča materiala ne more skriti - EOL 134-135

Vroče cinkanje | Promocija |
 
Zgradbe z njihovo izgradnjo povzročijo za skoraj polovico emisij CO2 v okolje. Med razlogi je tudi korozija jeklenih konstrukcij, ki se ji ne moremo izogniti, lahko pa jeklo pred rjo zaščitimo. Med najbolj učinkovite in trajnostne rešitve spada vroče cinkanje, ena najstarejših antikorozijskih zaščit. Jeklo, zaščiteno z vročim cinkanjem, ima življenjsko dobo tudi krepko čez 100 let. Hkrati je cink material, ki se lahko kot odpadna surovina reciklira, proces vročega cinkanja pa ima bistveno nižji okoljski vpliv od drugih antikorozijskih zaščit, kot so premazi, barvanje idr. Kot pravi direktor celjske in edine slovenske pocinkovalnice Pocinkovalnica d.o.o. Matjaž Pečar, povpraševanje po vročem cinkanju jeklenih elementov v zadnjih letih zelo narašča, kar je tudi odraz pozitivnega trenda v gradbenem sektorju. Ta predstavlja največji delež pocinkanih elementov, kar 44 %. V Evropi se pocinka približno 7 milijonov ton jekla letno, v Sloveniji približno 35.000 ton.
 
Matjaž Pečar
Matjaž Pečar

Po ocenah korozija porabi okoli 4 % BDP v svetu. Zaščita železa in jekla z vročim cinkanjem je ena najbolj okolju prijaznih in dostopnih postopkov, zato ima pomembno mesto v trajnostni gradnji. Kako zaželene so pocinkane konstrukcije v trajnostni gradnji, kjer je v ospredju uporaba naravnih materialov, kot je les?

Vroče cinkanje se uporablja kot antikorozijska zaščita jeklenih izdelkov in je ena najstarejših antikorozijskih zaščit, v primerjavi z ostalimi zaščitami tudi ekonomsko najbolj upravičena. Zato se uvršča v sklop trajnostne gradnje. Največja prednost vroče cinkane prevleke je dolgotrajna odpornost na korozijo. Trajanje prevleke je odvisno od tega, v katerem klimatskem tipu se nahaja. Po standardu SIST EN ISO 14713/1 bo prevleka debeline 85 qm v odvisnosti od korozijskega razreda trajna od 50 do 500 let, debelejša ustrezno dlje. Vroče cinkano prevleko odlikuje mnogo boljša odpornost na mehanične obremenitve kot barvni premaz. Je 8-krat boljša od epoksidnih premazov in 20-krat od PVC premazov in epoksidnih prašnih nanosov.

Zaradi tega se barvanje kot možna zaščita precej opušča, tudi zaradi okoljskih vidikov, kot so emisije VOC. Za barvanje se odločajo predvsem pri objektih, ki niso neposredno izpostavljeni zunanjim vplivom. Je tudi nekaj primerov kombinacije lesa in pocinkanih elementov. Uporaba lesa je seveda zaradi statike omejena na nizko gradnjo.

Kako pocinkana konstrukcija prispeva k blaženju podnebnih sprememb?

V Veliki Britaniji, podobno tudi drugod, zgradbe z njihovo izgradnjo povzročijo za skoraj polovico emisij CO2 v okolje. Polovico teh emisij je povzročenih zaradi uporabe vode, četrtino zaradi nastalih odpadkov in četrtino zaradi uporabe surovin. Pri gradnji sta glavni surovini jeklo in beton.

V smislu trajnostne gradnje ima vroče pocinkano jeklo izredne prednosti pred betonom. Pocinkano jeklo lahko neomejeno recikliramo, beton pa lahko po separaciji in drobljenju uporabimo samo za namene nasipavanja. V primeru zaščite jekla s premazi je ta dražja in mnogo krajša od zaščite s pocinkanjem. Zaradi nje so povzročene mnogo večje emisije CO2 v okolje kot zaradi vročega cinkanja. Odpadni cink se reciklira v cink za ponovno uporabo.

Tehnična univerza iz Berlina (Technishe Universität Berlin) je na primeru parkirišča iz 500 ton jekla izračunala, da bi emisije CO2 (za antikorozijsko zaščito jekla za obdobje 60 let) v primeru zaščite s premazom znašale 98,6 ton, v primeru vročega cinkanja pa 41,5 ton. Z uporabo vročega cinkanja za zaščito pred rjo na vsako tono zaščitenega jekla prihranimo toliko energije, da zadovoljimo nekajtedenske potrebe povprečne družine po energiji. Primerjalno je bila izračunana tudi vložena energija (Life cycle energy calculation) za vroče cinkano in lakirano balkonsko ograjo. Za izdelavo lakirane balkonske ograje se porabi 53.500 MJ, za vroče cinkano 23.700 MJ, kar je več kot pol manj.

Gradbeni trg se je po obdobju nekolikšnega zatišja ponovno prebudil in gradbinci imajo vse več dela. Kako vi opažate ta trend in kako vpliva na vas? Kakšna je poraba cinka v gradbeništvu pri nas v primeri s prakso drugod?

Porast povpraševanja po vročem cinkanju za gradbeni sektor seveda opazimo pri količinah, ki so v zadnjih letih vedno večje. Porazdelitev povpraševanja po segmentih trga je skoraj identična po vsej Evropi. Največji delež je na področju gradenj in konstrukcij, približno 44 %, sledi cestna oprema, približno 15 %, nato elementi za infrastrukturo, kot so daljnovodni stebri, z 10 %, industrijska oprema z 8,5 % in kmetijski program s 7,5 %. Poraba cinka znaša približno 50 kg/t jeklene konstrukcije. Pri težjih konstrukcijah je poraba cinka manjša, pri lažjih nekoliko večja.

V procesu vročega cinkanja uporabljate vročo talino cinka. Gre za naraven vir. Glede na to, da je Evropa precej siromašna z naravnimi viri, kakšna je dostopnost do cinka v Evropi? Od kod pridobivate cink?

Največje zaloge cinka so v Avstraliji, Kanadi, na Kitajskem, v Peruju in ZDA. Med največje rudnike cinka sodita Rampura Agucha v Indiji (620 milijonov ton koncentrata v letu 2017) in Red Dog v ZDA (542 milijonov ton koncentrata v letu 2017). V Evropi je nekaj rudnikov v Skandinaviji in na Irskem. Približno 80 % svetovnega cinka je miniranega pod zemljo, medtem ko je 8 % miniranega po odprtih kopih, ostalo je kombinacija obeh metod. Med 10 največjih proizvajalcev cinka na svetu sodijo tudi trije največji evropski proizvajalci. To so Nyrstar, Glencore Xtrata in Boliden. Nyrstar in Glencore imata sicer svoje rudnike tudi izven Evrope (Nyrstar še v Avstraliji, Glencore v Kanadi), medtem ko Boliden uporablja samo evropske vire (rudniki na Norveškem, Finskem in na Irskem). Bolidenov rudnik Tara na Irskem je hkrati tudi največji rudnik cinka v Evropi.

Vsi pomembnejši proizvajalci cinka imajo svoje blagovne znamke registrirane na borzi LME (London Metal Exchange), kjer se dnevno oblikujejo cene za vse kovine. Kovine se na LME delijo na 4 sklope: neželezne kovine, železove kovine, redke kovine in žlahtne kovine. Cink sodi v skupino neželezne kovine. Od skupno 81 registriranih blagovnih znamk cinka na LME je 8 evropskih. Prihajajo iz Belgije, Bolgarije, Finske, Italije, Norveške, Poljske in Španije. Cene kovin na LME so veljavne globalno na vseh svetovnih trgih. Obseg trgovanja na LME bistveno presega globalno proizvodnjo neželeznih kovin (tudi do 40-krat), kar nam pove, da so te privlačne za investicije. Zato je ogromno nakupov preko LME samo špekulativne narave in do fizičnih transakcij blaga dostikrat niti ne pride. Ti špekulativni nakupi so med drugim tudi eden od razlogov za velika nihanja cen. Uradna valuta za kotacijo cen je $. Samo v lanskem letu je bil obseg poslov preko LME 12,7 bilijonov $. V letu 2018 je cena cinka nihala med 2.900 in 2.000 eur/t. Zaradi špekulativnih prodaj pa so zelo nihale tudi zaloge na trgu, in sicer med 250 KT in 125 KT.

Velik igralec pri cenah je Kitajska, ki porabi cinka za dve Evropi. Cink, ki ga dobivamo pri naših dobaviteljih, prihaja iz celega sveta. Za nas je pomembna čistoča cinka, to je 99,995 %. Gre za najbolj čisti cink. Naši dobavitelji morajo obvezno imeti certifikat, ki dokazuje kakovost cinka.

Kako lahko cink ponovno uporabite?

Oba odpadka, ki nastaneta iz cinkove taline, trdi cink in cinkov pepel, se reciklirata za ponovno uporabo v različnih industrijah. V Evropi je kar nekaj podjetij, ki odkupuje tovrstne odpadke in jih predelajo za ponovno uporabo. Reciklirani cink je čistoče 99,99 %. Sicer pa pri cinkanju ves odvečni cink, ki je staljen, pade nazaj v talino, tako da se večkrat ponovno uporabi.

Za segrevanje cinka potrebujete veliko energije. S katerimi ukrepi optimizirate rabo energije? Uvajate kakšne inovativne pristope za kroženje odpadne toplote v proizvodnem procesu?

Proizvodna hala pocinkovalnice je bila zgrajena leta 2006 in že takrat smo pri tehnologiji upoštevali precej ukrepov za izrabo odpadne energije. Cink mora biti vedno v raztaljenem stanju, zato ogrevanje poteka neprestano. Vpeljanih imamo kar nekaj postopkov za učinkovito izrabo energije. Zgorele dimne pline cinkovega kotla dovajamo v sušilnico predgretja oziroma sušenja elementov pred cinkanjem, kjer pripomorejo pri ogrevanju. Naprej preko toplotnega izmenjevalca z dimi ogrevamo vodo, ki ogreva vse predobdelovane kopeli. Pozimi nekaj te energije ostane za talno gretje delovnih prostorov v proizvodnji. Pred dvema letoma smo dodali še toplovodno in toplozračno kogeneracijo. Streha pocinkovalnice pa je prekrita s sončnimi celicami za proizvodnjo sončne energije, ki jo oddajamo v električno omrežje. Smo tudi imetnik standarda ISO 50001 za upravljanje z energijo.

Celjska Pocinkovalnica ima eno največjih kadi za cinkanje v Evropi. Koliko elementov vroče pocinkate na leto?

Kad ima dolžino 12,8 m, širino 1,8 m, globino 3,2 m. Najtežji element lahko tehta 7 ton. Vse več konstrukcij gre v smeri daljših in težjih elementov, primernih vsaj za normalen transport, to je 13,6 metra. Letno pocinkamo več kot 30.000 ton. Že nekaj let beležimo rast proizvodnje.

Kateri elementi so bili do sedaj največji in najbolj zahtevni za pocinkanje – kateri vaši projekti so posebej referenčni?

Vsak element je zahteven, še posebej pa tisti, ki ni najbolje pripravljen za cinkanje. Največji projekt v zadnjih letih je kompleks naselbine naftnih črpališč v Kazahstanu, za katerega smo preko slovenskega podjetja v treh letih vroče pocinkali 12.000 ton. Pohvalimo se lahko tudi s cinkanjem elementov za žičnice (avstrijski Dopplmayr, italijanski Leitner), ki gredo na objekte po Evropi in svetu. Zelo zahtevne za cinkanje so tudi turbine manjših hidroelektrarn ali pa toplotni izmenjevalci, ki morajo biti pocinkani samo z zunanje strani. Pri tem je potrebno uporabiti protivzgonsko silo, ki potisne element v talino. Veliko naših strank svoje elemente izvaža, tako da smo posredno prisotni po celi Evropi. Za direktne naročnike cinkamo v obsegu do 200 km, potem postane strošek prevoza prevelik in nismo več konkurenčni bližji pocinkovalnici.

Kako razširjeno je vroče pocinkanje v Evropi in po svetu?

V Evropi se pocinka približno 7 milijonov ton letno, v Sloveniji približno 35.000 ton, na Kitajskem pa okoli 15 milijonov ton. Delež cinkanja se zelo povečuje tudi v Indiji.

Največ pocinkovalnic ima v Evropi Nemčija, in sicer 160, kar predstavlja 30 % evropskega trga. Sledi Italija s 15 %, Velika Britanija in Irska skupaj z 11 %, Francija z 9 % in Španija z 8 %.

V primerjavi z barvanjem vroče cinkanje velja za trajnejšo in stroškovno učinkovitejšo rešitev. Kako razširjena je uporaba vročega cinkanja v primerjavi z barvanjem in v katerih primerih je to najbolj opazno?

Začetni strošek vročega cinkanja je približno 10 % nižji od stroška barvanja s peskanjem. Po analizi univerze Bauökonomie Stuttgart iz leta 2017 (objavljeno Arbeitsblätter Feuerverzinken A.5, 9. 3. 2017) sta stroškovno gledano že začetna vložka v barvanje oziroma cinkanje jekla različna. Za jeklo debeline 10 mm (površina 1 tone je 10–15 m2), ki predstavlja težke konstrukcije, znaša strošek barvanja od 14,3 eur/m2 naprej, strošek cinkanja pa od 12,9 eur/m2 naprej. Pri barvanju se upošteva strošek peskanja Sa2 ½, temeljni premaz in dva pokrivna premaza. Barvanje jekla brez predhodno očiščene površine je jalovo delo in bi se potreba po obnovi premaza pokazala prej kot v treh letih. Pri debelini jekla 3 mm (površina 1 tone je 40-50 m2) znaša strošek vročega cinkanja od 10,9 eur/m2 naprej, strošek barvanja pa od 11,1 eur/m2 naprej.

Elemente, ki so bili zaščiteni z premazom, je potrebno po 15 letih obnoviti, po 20 letih pa zamenjati. Strošek obnove ali zamenjave je podoben ali celo večji od stroška prve antikorozijske zaščite. Vroče cinkano jeklo ne potrebuje vzdrževanja v celotni eksploatacijski dobi, kar v izračunih predstavlja obdobje 50 let in 80 % življenjske dobe zgradbe. Pri vročem cinkanju mora biti element čist, da se ga cink oprime, pri barvanju se barva oprime materiala, tudi če ta ni dobro očiščen. Cink ni najbolj obstojen v obmorskem pasu, 200 metrov do obale - zaradi kloridov. Tam so boljši sistemi duplex, kar pomeni, da se na pocinkani element nanese tudi barvo.

Standardna vroče pocinkana prevleka večinoma presega življenjsko dobo 100 let. Kako zagotavljate kakovost pocinkanih elementov za njihovo čim daljšo življenjsko dobo?

Kakovost pocinkanih izdelkov in njihova življenjska doba sta v veliki meri odvisna od priprave in izbora materiala za postopek vročega cinkanja. Z vpeljano vhodno kontrolo elementov pred samim postopkom cinkanja stranke nenehno opozarjamo o ustrezni pripravi materiala, ki je ključnega pomena za kvaliteto. V tehnološkem postopku imamo vpeljane dnevne, tedenske in mesečne kontrole za zagotavljanje optimalnih tehnoloških parametrov, brez katerih cinkanje ni kvalitetno. Služba tehnologije sodeluje z našimi strankami že v projektnih fazah priprav elementov. Ko so elementi že pocinkani, končna kontrola preveri ustreznost prevleke s standardom. Na elementih se izvedejo meritve debelin prevleke. Za zagotavljanje kakovosti pocinkanih izdelkov je odločilen tudi dober tim, ki ga imamo, in odprta komunikacija z našimi kupci. Pridobljene imamo tudi vse standarde kakovosti.

Podjetja se vse bolj usmerjajo v industrijo 4.0, kjer je vse več digitalizacije in robotizacije. Kako je vpliv industrije 4.0 viden na vašem področju oziroma kako v procese vpeljujete digitalizacijo in robotizacijo?

Tudi v Pocinkovalnici napredujemo na tem področju. Dejstvo je, da je postopek vročega kosovnega pocinkanja specifičen, saj stranke k nam pripeljejo oblikovno različne elemente. Ne gre torej za proizvodnjo serijskih izdelkov. Večino faz ni možno robotizirati, zato bomo še vedno potrebovali človeško roko. Delno avtomatiziran proces že imamo v fazi kemijskega čiščenja obdelovancev v naši novejši pocinkovalnici v Srbiji, ki smo jo zgradili leta 2011.