EN IEC 61730-1:2018 Materiały metaliczne

W punkcie 5.5.3 niniejsza norma omawia zagadnienia dotyczące materiałów metalicznych. Przypomnijmy zatem na wstępie, że metale są podstawowym i najważniejszym tworzywem konstrukcyjnym maszyn, konstrukcji i środków transportu. Mają dużą wytrzymałość i ciągliwość, a niektóre także bardzo wysoką temperaturę topnienia. Czyste metale są wykorzystywane dość rzadko, a najczęściej stosuje się ich stopy, z których stale, tj. stopy na bazie żelaza są najbardziej popularne. Stopy metali mają bowiem lepsze własności wytrzymałościowe, a dodatkami stopowymi i obróbką cieplną można nadawać im wymagane własności (np. żaroodporne, nierdzewne, magnetyczne i in.). Z innych metali należy wymienić miedź, aluminium, tytan, magnez, cynę, cynk, ołów, które znalazły największe zastosowanie zarówno w postaci czystej jak i stopów. Metale można podzielić na różne grupy w zależności od ich własności np. na lekkie lub ciężkie, łatwo-, średnio- lub trudnotopliwe, nieszlachetne, półszlachetne lub szlachetne itp. Metody wytwarzania materiałów metalicznych są bardzo zróżnicowane, zależnie od rodzaju materiału, ale zawsze wywierają istotny wpływ na strukturę, a więc i własności. Metale wytwarza się w większości przez odlewanie do form. Formy te mogą nadawać metalowi ostateczny kształt lub mogą formować t.zw. wlewek przeznaczony do przeróbki plastycznej na gorąco lub zimno. Struktura, a więc i własności, zależą istotnie od metody formowania i z reguły są bardziej korzystne po przeróbce plastycznej niż po odlewaniu. Pewien wpływ wywiera również sposób przeróbki plastycznej, która może polegać na kuciu, prasowaniu, ciągnieniu, wyciskaniu, walcowaniu. Inna metoda wytwarzania metali opiera się na metalurgii proszków (tzn. prasowaniu i spiekaniu), która ma wiele zalet, a mianowicie pozwala na uzyskanie gotowych elementów, o dużej jednorodności chemicznej i strukturalnej i jest bezkonkurencyjna jeśli chodzi o wytwarzanie metali trudnotopliwych (Pt, W, Mo). Mniejsze zastosowanie mają metody galwaniczne i natryskowe, które są wykorzystywane głównie do konstytuowania warstw wierzchnich.

Niniejsza norma określa, że zgodnie ze standardem IEC 60950-1 części metalowe przeznaczone do zastosowań w klimacie o warunkach wilgotnych lub zawilgoconych, nie powinny się stykać z częściami metalowymi, dla których różnica potencjałów elektrochemicznych jest większa niż 600 mV. Większe różnice potencjałów elektrochemicznych są natomiast dopuszczalne, jeżeli   miejsca styku tych materiałów są zaprojektowane w taki sposób, by mogły pozostawać suche. Kombinacje materiałów przedstawione w Tablicy J.1 normy IEC 60950-1:2005 służą jako wytyczne pozwalające w sposób ogólny określić potencjały elektrochemiczne pomiędzy dwoma materiałami. Należy przyjąć potencjały elektro- chemiczne dla określonych kombinacji materiałów.

Ponadto żelazo lub stal konstrukcyjna jako część produktu powinny być platerowane, pomalowane lub emaliowane w celu ochrony przed korozją. Minimalna ochrona przed korozją powinna być co najmniej równoważna powłoce cynkowej o grubości 0,015 mm.  Z kolei proste cięcia krawędzi i stemplowane otwory nie wymagają dodatkowej ochrony, pod warunkiem, że nie mają one wpływu na mechaniczne połączenie, mocowanie ani jakość konstrukcji modułu PV. Zgodność z wymaganiami w powyższym zakresie weryfikowana jest przez oględziny.

Przypomnijmy, że norma IEC 60950-1:2005/AMD1:2009 [MOD] została w Polsce wprowadzona normą PN-EN 60950-1:2007/A1:2011 - wersja angielska, która z kolei wkrótce zastąpiona została normą PN-EN 62368-1:2015-03 - wersja angielska. Ta część standardu IEC 62368 dotyczy bezpieczeństwa elektrycznych i elektronicznych urządzeń audio, wideo, urządzeń informatycznych i telekomunikacyjnych i maszyn biurowych ze znamionowym napięciem zasilania nie przekraczającym 600 V. Norma nie zawiera natomiast wymagań funkcjonalnych tych urządzeń. Przykłady urządzeń objętych zakresem normy zawarte zostały w jej Załączniku A. Znamionowy zakres napięcia 600 V jest rozważany przy urządzeniach z ze znamionowym napięciu 400/690 V.

Niniejsza część standardu IEC 62368 dotyczy również:

• elementów i podzespołów przeznaczonych do tych urządzeń. Takie elementy i podzespoły nie muszą być zgodne z wszystkimi wymaganiami normy, pod warunkiem, że kompletne urządzenie, w którym zostały zastosowane, pozostaje zgodne;
• zewnętrznych zespołów zasilających, przeznaczonych do zasilania innych urządzeń w zakresie tej części IEC 62368;
• akcesoriów przeznaczonych do używania z urządzeniami z zakresu tej części IEC 62368.

Niniejsza część IEC 62368 nie dotyczy natomiast systemów zasilających, które nie są integralną częścią takich urządzeń jak przetwornice maszynowe, rezerwowe źródła energii, układów i transformatorów rozdzielczych.

Norma ta specyfikuje zabezpieczenia dla zwykłych osób, osób przeszkolonych i specjalistów. Wymagania dodatkowe mogą być związane ze sprzętem wyraźnie zaprojektowanym lub przeznaczonym do użytku przez dzieci, lub które są szczególnie atrakcyjne dla dzieci.

Norma ta obejmuje urządzenia pracujące na wysokości do 2 000 m, chyba że producent określi to inaczej.

Ta część standardu IEC 62368 nie dotyczy także sprzętu do stosowania w pomieszczeniach wilgotnych. W takich sytuacjach mogą być niezbędne dodatkowe wymagania. Dodatkowe wymagania dla sprzętu przeznaczonego do instalowania na zewnątrz są zaś podane w normie IEC 60950-22.

Ta część IEC 62368 nie dotyczy:

• procesów produkcyjnych, z wyjątkiem testów bezpieczeństwa;
• szkodliwych skutków uwalniania gazów, w wyniku rozkładu termicznego lub spalania;
• procesów unieszkodliwiania bądź usuwania;
• wpływu transportu innego niż to określono w tej normie;
• skutków składowania materiałów, elementów lub samego urządzenia;
• prawdopodobieństwa obrażeń przez promieniowanie cząstek, takich jak cząstki alfa i
• cząstek beta;
• prawdopodobieństwa obrażeń na skutek promieniowania cieplnego i konwekcji energii cieplnej;
• prawdopodobieństwa obrażeń przez ciecze palne;
• korzystania z urządzeń w atmosferze wzbogaconej w tlen lub w atmosferach wybuchowych;
• narażenia na działanie substancji chemicznych, innych niż określone w pkt 7;
• wyładowań elektrostatycznych;
• aspektów środowiskowych;
• wymagań dotyczących bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Wreszcie w przypadku szczególnych wymagań funkcjonalnych i oprogramowania bezpieczeństwa elektronicznych systemów związanych z bezpieczeństwem (na przykład ochrony obwodów elektronicznych), norma odsyła do standardu IEC 61508-1.

Także powyższa norma doczekała się całkiem niedawno aktualizacji. Została zastąpiona normą PN-EN IEC 62368-1:2020-11 - wersja angielska. Ten, najnowszy na obecną chwilę dokument ma zastosowanie do bezpieczeństwa elektrycznych i elektronicznych urządzeń w dziedzinie fonicznej, wizyjnej, technologii informacyjnej i komunikacyjnej oraz maszyn biurowych i biznesowych o napięciu znamionowym nieprzekraczającym 600 V. Dokument ten nie zawiera wymagań dotyczących charakterystyki pracy i funkcjonalności urządzeń. Przykłady urządzeń objętych zakresem niniejszego dokumentu są podane w jego Załączniku A. Ponadto napięcie znamionowe 600 V uważa się za obejmujące urządzenia o napięciu znamionowym 400/690 V.

Ta najnowsza wersja normy ma również zastosowanie do:

• części i podzespołów przeznaczonych do wbudowania w to urządzenie. Takie części składowe i podzespoły nie muszą spełniać wszystkich wymagań niniejszego dokumentu, pod warunkiem że kompletne wyposażenie, zawierające takie części składowe i podzespoły, jest zgodne;
• zasilaczy zewnętrznych przeznaczonych do zasilania innych urządzeń objętych zakresem niniejszego dokumentu;
• akcesoriów przeznaczonych do stosowania z wyposażeniem objętym zakresem niniejszego dokumentu;
• dużych urządzeń zainstalowanych w strefach o ograniczonym dostępie. W odniesieniu do sprzętu o dużych rozmiarach mogą mieć zastosowanie dodatkowe wymagania; oraz
• sprzętu do użytku w regionach tropikalnych.

Najnowsza aktualnie wersja tej normy zawiera również wymagania dotyczące urządzeń fonicznych oraz wizyjnych, technologii informacyjnych i komunikacyjnych przeznaczonych do instalacji na zewnątrz budynków. Wymagania dotyczące sprzętu zewnętrznego mają również zastosowanie, w stosownych przypadkach, do obudów zewnętrznych nadających się do bezpośredniej instalacji w terenie i dostarczanych w celu obudowy urządzeń fonicznych-wizyjnych oraz urządzeń technologii informacyjnej i komunikacyjnej przeznaczonych do instalacji na zewnątrz budynków. Szczególne wymagania konstrukcyjne nieuwzględnione w innym miejscu dokumentu znalazły się w jego Załączniku Y. Dokument określa ponadto, że każda instalacja może mieć szczególne wymagania, zaś wymagania dotyczące ochrony urządzeń zewnętrznych przed skutkami bezpośrednich uderzeń piorunów nie są objęte niniejszym dokumentem. Dokument ten zakłada maksymalną wysokość 2 000 m, chyba że producent określił inaczej. Określa także zabezpieczenia dla zwykłych osób, osób poinstruowanych i osób wykwalifikowanych. Dodatkowe wymagania mogą mieć zastosowanie do sprzętu, który jest wyraźnie zaprojektowany lub przeznaczony do użytku przez dzieci lub jest szczególnie atrakcyjny dla dzieci.

Dodajmy także, że stal konstrukcyjna to stal używana do budowy konstrukcji stalowych, części urządzeń i maszyn o typowym przeznaczeniu. Gdy konstrukcja lub element urządzenia pracuje w trudnych lub ekstremalnych warunkach atmosferycznych, wytężeniowych lub cieplnych, stosuje się stale specjalne o innych właściwościach Stal konstrukcyjna dostarczana jest w szerokiej gamie wyrobów hutniczych.

Zastosowanie stali konstrukcyjnych jest bardzo szerokie. Jak sama nazwa wskazuje, materiał ten wykorzystywany jest przede wszystkim do budowania różnego rodzaju konstrukcji. Z tego powodu stosowany jest między innymi w budownictwie np. do produkcji rusztowań. Stal tego typu wykorzystuje się również do produkcji szyn czy słupów trakcyjnych. Poza tym, za jej pomocą tworzy się różnego rodzaju konstrukcje znajdujące zastosowanie w zakładach produkcyjnych czy w branży energetycznej. Ponadto stal konstrukcyjna wykorzystywana jest również w budowie urządzeń i narzędzi. Stosuje się ją między innymi w budowie dźwigów, wind przemysłowych, wciągników czy podnośników różnego rodzaju. Pozostałe zastosowania stali konstrukcyjnej to również konstrukcje budowlane, mosty, pręty zbrojeniowe (w przypadku stali konstrukcyjnej wyższej jakości) oraz liczne elementy maszyn, takie jak: koła zębate, wrzeciona, drążki czy wały silnikowe. Stale konstrukcyjne dzieli się na:

• stal ogólnego przeznaczenia – to produkt niższego gatunku wykorzystywany do tworzenia konstrukcji i części maszyn,
• stal konstrukcyjna wyższej jakości – ma niski poziom zanieczyszczeń; jest doskonała do obróbki cieplnej,
• stal konstrukcyjna niskostopowa – zawiera maksymalnie do 0,22% węgla i jest wykorzystywana do budowy mostów, wagonów kolejowych, masztów,
• stal do nawęglania – po obróbce wykazuje dużą ciągliwość i twardość powierzchni,
• stal do azotowania – po przetworzeniu ma wysoką odporność na ścieranie,
• stal do ulepszania cieplnego – przeznaczona do produkcji elementów maszyn,
• stal sprężynowa – zawiera spory dodatek krzemu i jest używana do produkcji sprężyn, resorów oraz drążków skrętnych,
• stal automatowa – wykorzystywana jest do produkcji śrub, podkładek, nakrętek itp. w specjalnych automatach, zawiera dodatek siarki do 0,35% i fosforu do 0,15%,
• stal na łożyska toczne – o bardzo precyzyjnie kontrolowanym składzie, produkowana w ścisłym reżimie technologicznym.

Stal konstrukcyjną oznacza się na szereg różnych sposobów. Wśród nich wymienić możemy oznaczenia literowe, które symbolizują poszczególne gatunki stali, symbole liczbowe, które oznaczają minimalną granicę plastyczności oraz symbole określające minimalną wytrzymałość na rozciąganie. Czasem stosuje się również dodatkowe oznaczenia, których celem jest informowanie o plastyczności stali lub też o tym, czy jest ona uspokojona czy też nie.

Z kolei platerowanie jest dziedziną metalurgii zajmującą się nakładaniem na przedmioty metalowe cienkich warstw z innych metali np. aluminium czy niklu. Grubość powłok określa się na 1,5–15% grubości podłoża, ale zdarza się, iż mogą wynieść nawet do50%. Gotowe wyroby nazywane są platerami. Nakładanie tych powłok odbywa się głównie metodą walcowania na gorąco. Stosuje się także metody przeciągania, walcowania na zimno, odlewania oraz metody galwaniczne, zanurzeniowe, proszkowe czy wybuchowe. Platerowanie jest znane od setek lat i w dalszym ciągu szeroko stosowane. Wykorzystuje się je do dekorowania przedmiotów, zapobiegania korozji, zwiększenia lutowności, utwardzenia powierzchni, poprawienia komfortu noszenia, zmniejszenia tarcia, poprawę przylegania farby, zmianę przewodności, ekranowania i w innych celach. Złotnictwo stosuje platerowanie do uzyskania srebrnego lub złotego wykończenia. Dzięki technice cienkowarstwowej uzyskuje się platery z powłoką grubości atomu, więc platerowanie znajduje także zastosowanie w nanotechnologii. Możemy wyróżnić dwie zasadnicze grupy technik jak:

• platerowanie na gorąco, w której może powstać rozrost ziaren i rekrystalizacja faz;
• platerowanie na zimno, gdzie mogą pojawić się liczne defekty sieci krystalicznej spowodowane tzw. zgniotem.

Jeżeli warstwa platerująca przekracza 10% całkowitej grubości wyrobu platery nazywa się „bimetalami”. Przykładem są stosowane w elektrotechnice termobimetale, zbudowane z dwóch lub więcej trwale połączonych warstw o różnej rozszerzalności cieplnej. Są otrzymywane metodami odlewniczymi. Do metod odlewniczych zalicza się metody polegające na:

• otrzymywaniu wlewków bimetalicznych
• wylewaniu ciekłego stopu na taśmę podłoża (np. odlewanie brązów na taśmy stalowe)
• zanurzaniu platerowanych wyrobów w ciekłym metalu lub stopie platerującym

Kolejnym etapem produkcji jest walcowanie na zimno lub na gorąco. Do tej techniki odnosi się tradycyjne znaczenie pojęcia „platerowanie”. Stosowane są też inne techniki platerowania, np. walcowanie na zimno, przeciąganie, odlewanie, metoda wybuchowa, proszkowa, zanurzeniowa, galwaniczna (galwanostegia) lub natrysk (np. plazmowy).

Nadmieńmy także, że powłoka cynkowa nie jest jednolitą powłoką. Jej struktura jest dosyć skomplikowana ponieważ zbudowana jest w sposób warstwowy. Pierwszą warstwą, która występuje na powierzchni ocynkowanego elementu stalowego, jest warstwa w której występuje prawie czysty cynk – Zn (minimalna zawartość żelaza). Kolejne warstwy to tzw. warstwy stopowe, a więc Zeta, Delta i Gamma. Warstwa zeta zawiera około 6 % żelaza (Fe), kolejna warstwa Delta zawiera ok. 10 % żelaza , a ostatnia warstwa Gamma jest stopem żelaza i cynku, który zawiera około 25 % żelaza. Powłoka cynkowa ma zazwyczaj wygląd błyszczący, lecz niekiedy jej wygląd od momentu ocynkowania jest szary i matowy. Dzieje się tak zazwyczaj w wyniku cynkowania niektórych gatunków stali, a także dosyć często przy wysokotemperaturowym cynkowaniu ogniowym detali stalowych i żeliwnych, gdzie temperatura kąpieli cynkowej wynosi > 500°C. Pamiętać należy również o tym, że w miarę upływy czasu (kilku miesięcy) powłoka cynkowa zmienia swój wygląd z błyszczącej w szarą i matową. Dzieje się tak w wyniku reakcji, jaka zachodzi pomiędzy cynkiem a powietrzem. Nie powoduje to obniżenia lub pogorszenia innych własności powłoki cynkowej.

Za pomocą cynkowania ogniowego otrzymywane są na wyrobach stalowych i żeliwnych powłoki cynkowe o grubości : od 70 do 150 mikrometrów (µm). Taka grubość powłoki cynkowej pozwala na zabezpieczenie antykorozyjne ocynkowanego wyrobu na szereg długich lata (w środowisku o umiarkowanym obciążeniu korozyjnym szacuje się, że jest to przedział od 30 do 50 lat). Zgodnie z normą PN-EN ISO 1461 grubość powłoki cynkowej mierzy się w mikrometrach (µm), za pomocą specjalnych urządzeń (np. ultrametrów) lub podaje się masę powłoki cynkowej w g/m2. Skuteczność zabezpieczenia stali przed korozją w procesie cynkowania ogniowego, zależy przede wszystkim od struktury oraz grubości powłoki cynkowej.

Grubość powłoki zależy od następujących czynników:

• grubości stali,
• składu chemicznego stali (głównie chodzi tutaj o zawartość fosforu i krzemu),
• temperatury kąpieli cynkowej,
• czasu w czasie którego element przetrzymywany jest w kąpieli cynkowej,
• chropowatości powierzchni.

Powłoka cynkowa wykazuje w warunkach miejskiego środowiska korozyjnego od kilku do kilkunastu razy większą odporność korozyjną od stali nieocynkowanej. Ochronę stali przez powłokę cynkową można podzielić na dwa etapy. W pierwszym etapie powłoka cynkowa jest szczelna i izoluje stal od działania agresywnego środowiska, które mogłoby prowadzić do korozji pokrytego nią elementu. Drugi etap ochrony następuje po zerwaniu ciągłości powłoki. W takim przypadku będzie ona w dalszym ciągu chronić materiał bazowy przed korozją. Zjawisko to nosi nazwę ochrony katodowej. Dzieje się tak, ponieważ potencjał standardowy cynku jest niższy niż potencjał żelaza. W takim układzie żelazo będzie pełniło rolę katody, a cynk rolę anody, na której zajdzie utlenianie. Oznacza to, że niepożądanej korozji będzie poddawana powłoka zamiast chronionego elementu stalowego.

Na koniec tej części dodajmy także, że termin potencjał elektrochemiczny bywa używany potocznie w znaczeniu potencjału katody względem anody lub dowolnej elektrody względem elektrolitu (potencjał jednostkowy). Należy jednak zwrócić uwagę, że mierzony potencjał elektrody, chociaż elektrochemiczny w genezie, nie jest równy różnicy potencjałów elektrochemicznych (ze względu na niemierzalny potencjał Galvaniego) i nie jest zgodny z definicją IUPAC. Podstawą każdego ogniwa galwanicznego jest zawsze reakcja redoks, którą można rozbić na połówkowe reakcje utleniania (utraty elektronów przez anodę) i redukcji (przyjmowanie elektronów na katodzie). Przepływ prądu w ogniwie jest spowodowany różnicą potencjałów na katodzie i anodzie. Potencjał jednej elektrody jest czasem nazywany jej potencjałem elektrochemicznym. Absolutny potencjał elektrochemiczny jest trudny do zmierzenia, gdyż aby zbadać prąd generowany potencjalnie przez jedną elektrodę, trzeba ją zestawić z inną elektrodą w ogniwo. Z tego względu powstało pojęcie standardowego potencjału elektrochemicznego. Potencjał ten mierzy się względem standardowej elektrody wodorowej, dla której umownie przyjęto, że jej standardowy potencjał wynosi 0 we wszystkich temperaturach. Potencjał standardowy innych elektrod zmienia się z temperaturą i ciśnieniem. Na podstawie standardowych potencjałów elektrochemicznych tworzy się szereg elektrochemiczny metali, który umożliwia przewidzenie kierunku płynięcia prądu w ogniwie zestawionym z dwóch dowolnych ogniw.

W podpunkcie 5.5.3.2 czytamy, że podczas normalnej pracy części przewodzące prąd powinny mieć wystarczającą wytrzymałość mechaniczną i przewodność elektryczną. Jeżeli warunki środowiskowe mogą powodować korozję, materiały przenoszące prąd (metaliczne, na bazie polimerów itp.) powinny być chronione przed korozją, np. przez powlekanie. Z kolei w przypadku części przewodzących prąd zawierających metal z powłoką antykorozyjną, powłoka ta powinna chronić przed korozją zgodnie z jedną z norm ISO 1456, ISO 1461, ISO 2081 lub ISO 2093. Jeżeli części przewodzące prąd mogą być narażone na ścieranie, stosowanie powlekanych części metalowych nie jest dozwolone. Stosownie do powyższego powinny być zabezpieczone także inne materiały.

Przypomnijmy, że norma PN-EN ISO 1456:2009 - wersja angielska Powłoki metalowe i inne nieorganiczne -- Elektrolityczne powłoki niklowe, nikiel-chrom, miedź-nikiel oraz miedź-nikiel-chrom określa wymagania dotyczące dekoracyjnych powłok niklowych, nikiel-chrom miedź-nikiel oraz miedź-nikiel-chrom, nałożonych na żelazo, stal, stopy cynku, miedź i stopy miedzi, aluminium i stopy aluminium, w celu uzyskania właściwości dekoracyjnych i odporności korozyjnej. W normie tej wymieniono cele zastosowania powłok, zależnie od ich grubości i rodzaju oraz określono zasady ich doboru w zależności od przewidywanych warunków użytkowania wyrobów pokrytych tymi powłokami. W pięciu załącznikach podano: A) Metody oznaczania porów i pęknięć w powłokach chromowych, B) Metody oznaczania grubości, C) Próbę plastyczności powłok, D) Metodę oznaczania zawartości siarki w elektrolitycznej powłoce niklowej, E) Metodę badania schodkową

Z kolei norma PN-EN ISO 1461:2009 - wersja angielska - wersja polska Powłoki cynkowe nanoszone na żeliwo i stal metodą zanurzeniową -- Wymagania i metody badań określała wymagania dotyczące badań i właściwości zanurzeniowych powłok cynkowych na żeliwie i stali. Ustalono właściwości powłok podlegające badaniom. W załącznikach podano informacje, które zleceniodawca przekazuje wykonawcy powłok, warunki dotyczące bezpieczeństwa technologii cynkowania, informacje dotyczące naprawy miejsc niepokrytych powłoką lub wadliwych, oznaczania grubości powłok oraz odporności korozyjnej powłok. W tablicach określono wymagane minimalne grubości i masy powłok na wyrobach stalowych i żeliwnych

Powyższa norma została wycofana i zastąpiona przez dokument PN-EN ISO 1461:2011 - wersja polska

Powłoki cynkowe nanoszone na wyroby stalowe i żeliwne metodą zanurzeniową -- Wymagania i metody badań, w którym to określono wymagania dotyczące badań i właściwości zanurzeniowych powłok cynkowych na żeliwie i stali. Ustalono ponadto właściwości powłok podlegające badaniom. W załącznikach podano informacje, które zleceniodawca przekazuje wykonawcy powłok, warunki dotyczące bezpieczeństwa technologii cynkowania, informacje dotyczące naprawy miejsc niepokrytych powłoką lub wadliwych, oznaczania grubości powłok oraz odporności korozyjnej powłok. W tablicach określono wymagane minimalne grubości i masy powłok na wyrobach stalowych i żeliwnych

Kolejny wartym odnotowania w tym miejscu dokumentem jest norma PN-EN ISO 2081:2011 - wersja polska Powłoki metalowe i inne nieorganiczne -- Elektrolityczne powłoki cynkowe z obróbką dodatkową na żelazie lub stali, w której określono wymagania dotyczące elektrolitycznych powłok cynkowych z dodatkową obróbką na żelazie lub stali. Podano tam informacje, które powinny być dostarczone wykonawcy przez kupującego oraz wymagania dotyczące obróbki cieplnej przed oraz po procesie powlekania elektrolitycznego. Postanowienia normy nie mają zastosowania w odniesieniu do powłok cynkowych na blachach, taśmach lub drutach w postaci nieprzerobionej; w odniesieniu do zwojów sprężyn lub innych celów niż ochronne lub dekoracyjne. Nie określono wymagań dotyczących stanu, powierzchni metalu podłoża przed procesem nakładania powłoki cynkowej.

Norma powyższa została wycofana i zastąpiona przez normę  PN-EN ISO 2081:2018-05 - wersja angielska

Powłoki metalowe i inne nieorganiczne -- Elektrolityczne powłoki cynkowe z obróbką dodatkową na żelazie lub stali. W tej, najnowszej wersji dokumentu określono wymagania dotyczące elektrolitycznych powłok cynkowych z obróbką dodatkową na żelazie lub stali. Zawiera on także informacje, które zamawiający powinien przekazać wykonawcy powłoki oraz wymagania odnoszące się do obróbki cieplnej przed procesem galwanicznym i po nim.

Nie ma ona jednak zastosowania do powłok cynkowych nakładanych:

• na blachy, taśmy i druty w postaci nie obrobionej fabrycznie,
• na ciasno zwinięte sprężyny lub
• w celach innych niż ochronne lub dekoracyjne.

W niniejszym dokumencie nie określono też wymagań co do stanu powierzchni metalu podłoża przed elektroosadzaniem cynku. Jednakże wady powierzchni metalu podłoża mogą niekorzystnie wpłynąć na wygląd oraz funkcjonalność powłoki. Grubość powłoki nakładanej na elementy gwintowane może zaś być ograniczona wymaganiami dotyczącymi wymiarów, w tym klasy i dopasowania.

W kontekście cynkowania warto także wspomnieć Dyrektywę DASt-Richtlinie 022 – Feuerverzinken von tragenden Stahlkonstruktionen (Dyrektywa 022 DASt (Deutsche Ausschuss für Stahlbau). Cynkowanie ogniowe nośnych elementów stalowych). Otóż norma PN-EN ISO 14713-1 opisuje proces zależny od projektanta i wytwórcy konstrukcji. Jest nim odpowiednie zaprojektowanie, zaplanowanie okresu trwałości do pierwszej renowacji oraz przygotowanie samych elementów i konstrukcji do procesu cynkowania. Mając na uwadze zagrożenie korozyjne, szczegółowo omówione w załączniku B normy PN-EN ISO 12944-2 i wielkość ubytków korozyjnych powłoki cynkowej w zależności od stopnia korozyjności środowiska, w którym będzie eksploatowana, musi zostać przyjęta średnia grubość powłoki.  Konserwację przeprowadza się zwykle, kiedy powłoka metalowa traci swój estetyczny wygląd bądź ulega zniszczeniu. Trwałość powłok metalowych jest zwykle dłuższa niż lakierowych, stąd mogą być projektowane na 20 lat lub dłużej do pierwszej konserwacji, natomiast trwałość tej samej powierzchni zabezpieczanej powłoką lakierową, z powodu zmiany wyglądu farby, zakładana jest na 10 lat do pierwszej konserwacji. 

W normie PN-EN ISO 1461 określono zaś wymagania dotyczące badań i właściwości zanurzeniowych powłok cynkowych na żeliwie i stali. Ustalono właściwości powłok podlegające badaniom. W załącznikach podano informacje, które zleceniodawca musi przekazać wykonawcy powłok, warunki dotyczące bezpieczeństwa technologii cynkowania, informacje dotyczące naprawy miejsc niepokrytych powłoką lub miejsc wadliwych oraz oznaczania grubości powłok. W tablicach określono wymagane minimalne grubości i masy powłok na wyrobach stalowych i żeliwnych. Dodatkowo, poza przytaczaną normą EN ISO 1461, w przypadku wykonywania konstrukcji czy elementów na rynek niemiecki bądź zleconych przez firmy międzynarodowe mogą zostać rozszerzone wymagania co do procesu cynkowania o Wytyczną Niemieckiej Komisji Budownictwa Stalowego DASt 022. Określa ona w praktyce kontrolę i stworzenie odpowiedniej dokumentacji dowodzącej spełnienia przez wykonawcę konstrukcji oraz ocynkownię określonych wymagań. Zawiera informacje o sposobach nadzoru, kontroli oraz audycie certyfikującym, dzięki któremu zakład cynkowniczy może otrzymać certyfikat na spełnienie wymagań wytycznej DASt 022.

Wytyczna DASt 022 zawiera regulacje dotyczące planowania, konstruowania, prefabrykacji i cynkowania ogniowego nośnych elementów stalowych, obliczanych i wykonywanych w oparciu o normy DIN 18800, DIN EN 1993, DIN 18800-7 lub DIN EN 1090-1 i -2. Adresatami wytycznej DASt są wytwórcy, projektanci oraz cynkownicy, a jej główne zadanie polega na zapewnieniu bezpieczeństwa konstrukcji stalowej poprzez zapobieganie pęknięciom strukturalnym. Dotyczy poniższych gatunków stali: S 235, S 275, S 355, S 420, S 450 i S 460 wg EN 10025 część 1 do 4, nie dotyczy stali zbrojeniowej do betonu wg DIN 488.

Norma PN-EN ISO 1461 dotyczy wymagań, w odniesieniu do jakości powłok cynkowych i dopuszczalnych odchyleń od formy pożądanej ocynkowanych elementów konstrukcyjnych. Ze strony konstrukcji stalowych miarodajna jest klasyfikacja konstrukcji przeznaczonych do ocynkowania. 

Dyrektywa DASt 022 wprowadza podział konstrukcji w odniesieniu do:

• obciążenia przy zanurzaniu: klasa konstrukcyjna I, II lub III (wysokość nośna, wytrzymałość materiału),
• wg klasy konstrukcyjnej: klasa szczegółowa A, B lub C (maksymalne obciążenie),
• klasy ufności i przyporządkowuje do nich sposób postępowania, od procesu planowania poprzez produkcję do cynkowania.

Zleceniodawca wykonujący konstrukcje w standardzie DASt 022 jest zobowiązany powiadomić o tym fakcie cynkownię, precyzując klasę zaufania oraz potwierdzić wykonanie konstrukcji zgodnie z nią. Ocynkownia zaś zobowiązuje się do realizacji zlecenia zgodnie z wymogami wytycznej DASt 022.

Przypomnijmy wreszcie, że powłoka ochronna to warstwa wytworzona na powierzchni metalu lub innego materiału konstrukcyjnego w celu zabezpieczenia go przed korozją. Wyróżnia się powłoki:

• anodowe – wykazujące w danym środowisku korozyjnym niższy potencjał niż potencjał chronionego metalu
• chemiczne – otrzymywane w wyniku reakcji chemicznej metalu z odpowiednimi roztworami bez udziału prądu elektrycznego
• czasowe – nakładane na metal lub wytwarzane w reakcjach chemicznych zachodzących na powierzchni; utrzymują się tylko przez określony czas, np. czas transportu i magazynowania
• dyfuzyjne – otrzymywane przez dyfuzję atomów substancji chroniącej od chronionego metalu
• elektrolityczne (galwaniczne) – wytwarzane na powierzchni metalu metodą galwanizacji
• emaliarskie – otrzymywane przez nałożenie na chroniony metal substancji niemetalicznej, która jest później stapiana przez wypalanie
• katodowe – wykazujące w danym środowisku korozyjnym wyższy potencjał niż potencjał chronionego metalu
• kondensacyjne – otrzymywane przez redukcję metalu bez stosowania zewnętrznego źródła prądu elektrycznego
• konwersyjne – wytworzone na powierzchni metalu w wyniku obróbki chemicznej lub elektrochemicznej
• malarskie – otrzymywane przez lakierowanie wyrobów
• metalizacyjne – otrzymywane na powierzchni metalu metodą metalizacji natryskowej oraz platerowanie
• niemetaliczne izolujące – oddzielające metal od środowiska korozyjnego warstwą niemetaliczną
• pasywacyjne - wytworzone na metalach szczelne warstwy produktów ich reakcji z substancjami aktywnymi chemicznie, występującymi w środowisku (proces pasywacji
• smarowe – otrzymywane przez nałożenie na metal niewysychającej warstwy smaru
• tlenkowo-anodowe – otrzymywane przez elektrochemiczne utlenianie metalu w procesie anodowania
• zanurzeniowe (ogniowe) – otrzymywane przez zanurzenie chronionego wyrobu metalowego w innym roztopionym metalu chroniącym

Punkt 5.5.4 niniejszej normy omawia problematykę spoiwa budowlanego (lepiszcza). Przypomnijmy zatem na wstępie, że zgodnie z ogólną definicją jest to wypalony i sproszkowany minerał, który po wymieszaniu z wodą na skutek reakcji chemicznych ulega stwardnieniu, wykazując właściwości wiążące. Ze względu na zachowanie spoiw w środowisku wodnym, w czasie ich twardnienia, rozróżniamy spoiwa hydrauliczne i powietrzne. Spoiwo hydrauliczne ( cement portlandzki, cement hutniczy, cement glinowy, wapno hydrauliczne) zmieszane z wodą wiąże i twardnieje zarówno w wodzie jak i na powietrzu, uzyskując odpowiednie cechy wytrzymałościowe. Spoiwo powietrzne (wapno, spoiwo gipsowe, magnezjowe oraz spoiwa krzemianowe) - po zmieszaniu z wodą ulegają wiązaniu i stwardnieniu jedynie na powietrzu, w wodzie ulegają rozmiękaniu i tracą wytrzymałość.

Niniejsza norma określa, że  lepiszcza powinny być dobrane odpowiednio do zastosowania. Zgodność jest w tym przypadku weryfikowana przez odpowiednie badania określone w standardzie IEC 61730-2, w tym badanie wytrzymałości na ścinanie przy rozciąganiu połączeń na zakładkę (MST 36), badanie na odrywanie (MST 35), badanie trwałości zacisków (MST 42), badanie wytrzymałości na obciążenie mechaniczne (MST 34), oględziny (MST 01), badanie dostępności (MST 11), badanie prądu upływu w warunkach wilgotnych (MST 17) przed sekwencją badań i po takiej sekwencji, tam gdzie jest to właściwe. Ponadto, jeżeli materiał klejący stanowi część gwarantowanej izolacji elektrycznej, powinien on spełniać wymagania wymienione w podpunkcie  5.5.2.3.3 niniejszej normy. Zarazem autorzy normy zwrócili uwagę, że  rozważane są szczególne wymagania związane z lepiszczami.

Przypomnijmy, że zakres normy IEC 61730-1 stosuje się także do normy PN-EN IEC 61730-2:2018-06 - wersja angielska Ocena bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego (PV) -- Część 2: Wymagania dotyczące badań. O ile część IEC 61730-1 opisuje wymagania dla konstrukcji modułów PV, o tyle  norma PN-EN IEC 61730-2:2018-06 określa badania jakie są wymagane dla spełnienia wymogów bezpieczeństwa. IEC 61730-2 należy stosować dla zachowania wymogów bezpieczeństwa tylko w połączeniu z normą IEC 61730-1. Sekwencja wymaganych badań określona w normie PN-EN IEC 61730-2:2018-06 nie obejmuje wszystkich możliwych kwestii związanych z bezpieczeństwem wiążących się z wykorzystaniem modułów fotowoltaicznych we wszystkich możliwych zastosowaniach. Norma ta wykorzystuje najlepszą sekwencję testów dostępnych w chwili jej zapisu. Niektóre aspekty - takie jak potencjalne zagrożenie porażeniem prądem spowodowane przez uszkodzony moduł fotowoltaiczny włączony w układzie wysokiego napięcia - powinny być rozwiązane przez odpowiednie zaprojektowanie układu, jego lokalizację, ograniczenia w procedurach dostępu i konserwacji. Celem tego dokumentu jest zapewnienie sekwencji badań przeznaczonych w celu oceny bezpieczeństwa modułów fotowoltaicznych, konstrukcja których została zweryfikowana w oparciu o IEC 61730-1. Sekwencje badań i kryteria aprobaty są tak zaplanowane aby móc wykryć potencjalne usterki elementów zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych modułów fotowoltaicznych, które mogłyby skutkować pożarem, porażeniem prądem elektrycznym i / lub obrażeniami ciała. Norma określa podstawowe wymagania dotyczące badań bezpieczeństwa oraz dodatkowe testy, będące funkcją finalnego sposobu wykorzystania modułu fotowoltaicznego. Kategoria testowe obejmują ogólne sprawdzenie modułu, ryzyko porażenia prądem elektrycznym, zagrożenie pożarowe, narażenia mechaniczne oraz narażenia związane z warunkami środowiskowymi. W uzupełnieniu do opisanych wymagań należy również uwzględnić wymagania związane z dodatkowymi testami opisanymi w stosownych normach ISO, bądź też w krajowych lub lokalnych przepisach, regulujących instalowanie i wykorzystanie wybranych modułów fotowoltaicznych w określonych lokalizacjach.