Témata
Reklama

Antikorozní úpravy povrchů nadrozměrných konstrukcí

Korozí je nejvíce zatížen energetický a stavební průmysl, kde ztráty v rozvodech elektrické energie tvoří minimálně 10 % jejich ceny, přičemž až jedné čtvrtině ztrát lze předejít. Převedeno na finanční úspory by to v ČR mohlo být 15 až 20 miliard ročně. Proto stavební firmy a výrobci kovových konstrukcí a zařízení kladou mimořádný důraz na kvalitní antikorozní povrchové úpravy. Ty jsou navíc vedle prodlužování životnosti a funkčnosti také důležitým kritériem pro estetiku a užitnost konstrukčních dílů.

V boji s korozí vítězí duplexní nátěrové systémy

Ve vlašimském Metalkovu, firmě specializující se na povrchové úpravy ocelových konstrukcí, zejména na povrchové úpravy nadměrně velkých konstrukcí a dílů, uplatňují mj. moderní skladby duplexních systémů. Ty zaručují 1,5- až 2,3krát (podle korozního prostředí, kde bude výrobek umístěn) delší životnost (tzv. synergický efekt) povrchových antikorozních úprav, než je pouhý součet životností žárově zinkovaného povlaku a povlaku nátěrového systému, viz tab. 1. Zaručení dlouhodobosti ochranného systému však také vyžaduje mimořádný důraz na technologickou kázeň, technické zázemí a vybavení, pracovní zručnost.

Důkazem, že v Metalkovu výše jmenovaným kritériím věnují velkou pozornost, je i to, že kromě českých je převážná část zákazníků (80 %) z  Německa, Rakouska, Itálie a Nizozemska.

Reklama
Reklama
Reklama


Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Životnost konstrukcí – precizní předúprava povrchu

O kvalitě a dlouhodobosti povrchových úprav rozhoduje kvalitní a precizní předúprava povrchu před aplikací ochranného povlaku. Zde Vlašimští vycházejí z výsledků vlastního experimentu, kdy porovnávali přilnavost žárově stříkaného povlaku a povlaku epoxidové nátěrové hmoty na povrchu otryskaném na rozdílný stupeň čistoty a rozdílnou technologií tryskání.

Žárově stříkaný povlak – metalizace

Pro vzorky byl použit ocelový plech o rozměrech 150 x 200 mm a tloušťce 2 mm, který vykazuje podle ČSN ISO 8501-1 stupeň zarezivění A. Tryskání bylo provedeno v tryskacím boxu firmy Metalkov ocelovou ostrohrannou drtí TI-GRIT G 34 na čtyři rozdílné stupně čistoty: Sa 1, Sa 2, Sa 2½ a Sa 3 podle ČSN ISO 8501-1. Následně byla provedena experimentální aplikace žárově stříkaného povlaku, pod nějž je nezbytnou podmínkou kvalitně zdrsněný a čistý povrch (Sa 3), dosažitelný výhradně tryskáním ostrohranným abrazivem. Aplikace byla provedena elektroobloukovou metalizací na metalizačním pracovišti firmy. Jako přídavný materiál byl použit drát o průměru 2,5 mm ze slitiny zinku (85 %) a hliníku (15 %) s označením Zinacor 851 (Zn85Al15). Tloušťka povlaku byla měřena digitálním tloušťkoměrem na třech místech každého vzorku.

Na všech čtyřech vzorcích byla provedena mřížková zkouška přilnavosti podle ČSN EN ISO 2063 s následnou klasifikací podle této normy. U vzorku s povrchem otryskaným na Sa 1 došlo k oddělení povlaku od podkladového kovu již po provedení řezů, po odtržení nalepené pásky se povlak z větší části sloupal, výsledek zkoušky byl hodnocen klasifikačním stupněm 5 a lze jej považovat za nevyhovující. U vzorku s povrchem otryskaným na Sa 2 bylo po odtržení pásky patrné oddělení povlaku od podkladového kovu, výsledek zkoušky byl hodnocen klasifikačním stupněm 3–4 a lze jej považovat za nevyhovující. U vzorku s povrchem otryskaným na Sa 2½ došlo pouze k nepatrnému oddělení povlaku od podkladového kovu, výsledek zkoušky byl hodnocen klasifikačním stupněm 0–1 a lze jej považovat za vyhovující. U vzorku s povrchem otryskaným na Sa 3 nedošlo po odtržení pásky k oddělení povlaku od podkladového kovu, výsledek zkoušky byl hodnocen klasifikačním stupněm 0 a lze jej považovat za vyhovující. Výsledky zkoušek jsou zdokumentovány na obr. 1–4.

Obr. 1–4. Výsledky mřížkové zkoušky přilnavosti metalizace na povrchu tryskaném na Sa 1,
Sa 2, Sa 2½ a  Sa 3

Odtrhová zkouška přilnavosti podle ČSN EN ISO 4624 byla provedena pouze u vzorků s povrchem tryskaným na Sa 2½ a Sa 3. U vzorků s povrchem otryskaným na Sa 1 a Sa 2 nemělo, po výsledcích mřížkové zkoušky, význam odtrhovou zkoušku provádět. Pro provedení odtrhových zkoušek byl použit hydraulický odtrhoměr. Pro nalepení zkušebního tělíska bylo použito jednosložkové lepidlo 3M, Scotch-Weld MC 1500. U obou zkoušek došlo k oddělení povlaku od podkladového kovu s tímto hodnocením:
• metalizace na povrchu tryskaném na Sa 2½ – 6,20 MPa, 90 % A/B, 10 % –/Y, vyhovující
• metalizace na povrchu tryskaném na Sa 3 – 6,69 MPa, 90 % A/B, 10 % –/Y, vyhovující
Výsledky zkoušek a naměřené hodnoty jsou zdokumentovány na obr. 5 a 6.

Obr. 5 a 6. Odtrhové zkoušky metalizace na povrchu tryskaném na Sa 2½ a  Sa 3

Organický povlak

Pro experiment byl zvolen dvousložkový základní nátěr na bázi epoxidové pryskyřice s antikorozním pigmentem. Pro vzorky byl použit ocelový plech o rozměrech 150 x 200 mm, tloušťky 2 mm, který vykazuje podle ČSN ISO 8501-1, stupeň zarezivění A. Záměrem experimentu bylo porovnání přilnavosti zvolené nátěrové hmoty na ocelovém povrchu otryskaném jednak v tryskacím boxu ostrohranným ocelovým abrazivem TI-GRIT G 34 na rozdílnou čistotu povrchu – stupně čistoty Sa 1, Sa 2, Sa 2½ a Sa 3 a jednak v průběžném tryskači ocelovými kuličkami, označení WS 390. Nátěrová hmota byla aplikována vysokotlakým zařízením s převodovým poměrem 68:1 a odpovídající aplikační pistolí s tryskou XHD 209. Zdrojem tlakového vzduchu byly dva elektrické kompresory s technologií vymrazování stlačeného vzduchu. Tloušťka povlaku byla měřena digitálním tloušťkoměrem na každém vzorku na třech místech a naměřené hodnoty byly zaznamenány lihovým fixem.

Odtrhová zkouška přilnavosti podle ČSN EN ISO 4624 byla provedena hydraulickým odtrhoměrem na všech pěti vzorcích s dosažením těchto výsledků:
• povlak na povrchu tryskaném na Sa 1 – 6,52 MPa, 80 % B, 20 % –/Y, vyhovující
• povlak na povrchu tryskaném na Sa 2 – 6,21 MPa, 90 % B, 10 % –/Y, vyhovující
• povlak na povrchu tryskaném na Sa 2½ – 6,58 MPa, 80 % B, 20 % –/Y, vyhovující
• povlak na povrchu tryskaném na Sa 3 – 7,21 MPa, 80 % B, 20 % –/Y, vyhovující
• povlak na povrchu tryskaném v průběžném tryskači – 6,07 MPa, 80 % B, 20 % –/Y, vyhovující

Na všech pěti vzorcích byla provedena rovněž mřížková zkouška přilnavosti podle ČSN EN ISO 2409. Klasifikace výsledků byla provedena podle tabulky 1 této normy. Výsledky zkoušky u všech pěti vzorků lze zařadit do klasifikace 0–1 a lze je považovat za vyhovující.

Závěry experimentu

U metalizace došlo k očekávaným výsledkům rozdílné přilnavosti při různých stupních čistoty tryskaného povrchu. U aplikace organického povlaku byly rozdíly překvapivě minimální, přestože v technickém listu použité nátěrové hmoty je doporučena předúprava povrchu tryskáním na stupeň čistoty Sa 2½. Důvodem může být pravděpodobně velmi dobrá přilnavost této epoxidové nátěrové hmoty i na hůře předupraveném povrchu.

Úspěšné aplikace hovoří samy za sebe

Společnost Metalkov Vlašim se za 25 let existence postupně vypracovala v dynamicky se rozvíjející firmu s výborným technologickým zázemím a vybavením, umožňujícím realizaci rozsáhlých konstrukcí s požadavky vysokých nároků na úpravu povrchu. Z poslední doby stojí za zmínku nadrozměrné zakázky pro německý trh. Příkladem uveďme protihlukové stěny pro německé dráhy (obr. 7). Povrchové úpravy se týkaly 6 000 dílů protihlukových stěn pro Deutsche Bahn. Při použití duplexního systému s podkladem z povlaku žárově zinkovaného ponorem bylo nezbytné řešit chemické složení oceli, mající podstatný vliv na tloušťku, vlastnosti a celkový vzhled zinkového povlaku. Pro tuto zakázku byla použita optimální ocel s obsahem křemíku do 0,03 %. Jednotlivé plechové dílce o rozměru 280 x 80 x 0,5 cm a váze cca 80 kg měly otvory vypalované laserem s několika ohyby provedenými ohraňovacím lisem. Díky pečlivé koordinaci výroby, žárového zinkování, nátěrového systému v minimální tloušťce 160 mikrometrů a kvalitnímu balení včetně dopravy se podařilo kompletní dodávku přibližně 500 tun dílů protihlukových stěn na 25 mostních objektů projektu „Das Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 8 (Abkürzung VDE 8)“ realizovat za šest měsíců. U této zakázky museli Vlašimští překonat několik úskalí (značné množství výrobních přípravků, ochrana hran výrobku při sweepingu, sušení jednotlivých vrstev nátěru v takovém objemu, celkové zrání kompletní povrchové úpravy nebo balení a dopravu) vyplývajících z neforemnosti a velikosti výrobku.

Obr. 7. Protihlukové stěny pro Deutsche Bahn



Dalším příkladem jsou železniční vagonboxy pro německé dráhy (obr. 8). Povrchová úprava se týkala několika desítek železničních boxů (délka 16 m, šířka 2,5 m a váha 6,5 tuny) vagonů pro Deutsche Bahn, určených pro dopravu sypkých materiálů. Díky technologickým a prostorovým možnostem Metalkovu Vlašim se mohlo naráz povrchově upravovat šest vagonboxů, což při zachování vysoké kvality zakázku významně urychlilo.

Obr. 8. Železniční vagonboxy pro Deutsche Bahn

Pro zákazníka v Nizozemsku byly povrchově upravovány nádrže pro uskladnění vysoce agresivních produktů (Frac Tank) (obr. 9). Povrchové úpravy se týkaly vnitřních a vnějších ploch několika desítek mobilních nádrží (kapacita 86 m3, délka 13 m, šířka 2,5 m a výška 3,7 m a váha prázdné nádrže 14 tun). Pro antikorozní ochranu vnitřní plochy nádrže byl použit speciální nátěr, který odolává ropě až do teploty 90 °C a je odolný látkám s pH v rozsahu 3–13. Vnější plochy byly speciálně ošetřeny nástřikem vrstvy slitiny zinku a hliníku (zinacor) pro zvýšení antikorozní odolnosti, vnější nátěr se v kvalitě blíží nejkvalitnějším autolakům.

Obr. 9. Tanky na uskladnění vysoce agresivních produktů pro zákazníka z Nizozemska

Každá jedna nalakovaná vrstva byla speciálně kontrolována externím korozním inspektorem. Chyby byly nepřípustné. Nádrže jsou používány především při těžbě ropy a zemního plynu nebo pro skladování nemrznoucí směsi na letištích pro oplach namrzlých letadel během zimních měsíců.

Metalkov

doc. Ing. Milan Kašík

kasik.milan@seznam.cz

www.metalkov.cz

Reklama
Související články
Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Související články
Procesní analýza snižuje náklady

Technologie broušení hrají v moderním obrábění významnou roli. Jsou využívány při výrobě přesných nástrojů nebo lékařské techniky, v energetice, při výrobě ozubení nebo v leteckém a kosmickém průmyslu. I když může být podíl nákladů na povrchové čištění nízký, technická čistota většinou rozhoduje o možnosti dodat výrobky. V souvislosti s kvalitou povrchů zhotovených obrobků však o nákladech na čištění rozhoduje dimenzování celého výrobního procesu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zvýšení životnosti odvalovacích fréz

Odvalovací frézy jsou nástroje, které se používají při výrobě ozubení odvalováním. Jde o nejčastější způsob výroby ozubených kol, kdy se samotná fréza odvaluje po vnějším obvodu obráběného kola, které se pomalu otáčí. Zuby odvalovací frézy tak vytvářejí profil ozubení. Pro zajištění požadované přesnosti a kvality povrchu vyráběných ozubených kol při minimálních nákladech je nezbytné sledovat celý komplex výrobních parametrů. Kontrolovat je nutné zejména geometrii řezné hrany, drsnost povrchu a kvalitu povlaku na odvalovacích frézách.

Koroze a konzervace

Ve strojírenské výrobě, přepravě, při skladování a montáži je v dnešní době kladen veliký důraz na zajištění některých neměnných parametrů součástí. Snahou je zajistit jejich dlouhodobou funkčnost a zamezit působení degradace způsobené převážně klimatickými vlivy prostředí. Nejobávanějším jevem, známým od nepaměti a patrným u řady materiálů, je korozní agresivita.

Finesy antikorozních úprav do extrémních podmínek

Není asi náročnější zakázky na povrchové antikorozní ochrany než konstrukce pro extrémní klimatické podmínky, jako je střídání abnormálních teplot a slané prostředí. To je totiž ta pravá „ochranářská“ maturita. Mají-li se v těchto podmínkách chránit nadrozměrné konstrukce, není mnoho firem, které si na to troufnou. Před takovým dilematem stáli nepochybně investoři a realizační firmy při stavbě ve své době největší výletní lodě Queen Mary II a těžaři při konstrukci zřejmě nejseverněji umístěné naftové těžební plošiny Goliat v Barentsově moři. Jejich volba firmy realizující protikorozní úpravy padla na vlašimský Metalkov.

Náhoda jako impulz inovace nátěrové hmoty

Kdyby nespadlo jablko Newtonovi na hlavu, nebylo by gravitačního zákona. Totéž lze říci o náhodné plísni, z níž Flemingovi vzešel penicilín. Nebýt rozsáhlé zakázky povrchových úprav osmi tisíců konstrukčních dílů Metalkovu Vlašim pro General Electric v Abu Dhabí, nepřišel by významný světový výrobce nátěrových hmot na zcela specifický technologický problém. Roli hrála náhoda, ne špatná práce výrobce.

Antikorozní povrchové úpravy zvyšují užitnost konstrukčních dílů

Společnost Metalkov se již více než čtvrtstoletí specializuje na povrchové úpravy ocelových konstrukcí a tryskáním a metalizací. Letos v létě jsme opět dostali příležitost navštívit její areál ve Vlašimi a prohlédnout si lakovnou, kam si po úzké příjezdové cestě jezdí pro kvalitní antikorozní povrchové úpravy výrobci kovových konstrukcí a zařízení z celého světa. A určitě dobře vědí proč.

Perfektní povrchová úprava

Ten, kdo vytváří povlaky, může dosáhnout bezvadných výsledků pouze důkladnou předpřípravou povlakovaného povrchu. Také za tímto účelem investovala firma Bot Oberflächentechnik z Kulmbachu do nového zařízení – a dosáhla tak nakonec fascinujících výsledků.

Kompaktní řešení Zapoj a spusť

Surffinisher je inovační metoda inline omílání vysoce kvalitních, geometricky složitých součástí během výrobního cyklu , která otevírá nové možnosti pro automatizované, vysoce přesné obrábění definovaných ploch jednotlivých součástí. Kompaktní omílací systém Zapoj a spusť lze snadno integrovat do výrobních linek.

Automatické selektivní nebo celoplošné obrábění

Ať se jedná o odhrotování, broušení, hlazení, zaoblování nebo leštění, dnes musejí být na kvalitu plněny velmi vysoké požadavky. Konkurenční tlak pak současně vyžaduje minimalizaci nákladů na zpracování. Tyto požadavky lze splnit inovativní technologií surf-finishing společnosti Rösler. K manipulaci s obrobky během bezdotykového, plně automatického procesu omílání jsou používány roboty. To umožňuje nejen celoplošně, nýbrž i selektivně, spolehlivě a efektivně obrábět geometricky složité součásti. Tato revoluční inovace v omílání byla poprvé prezentována na veletrhu AMB 13. až 17. září ve Stuttgartu.

Tryskací zařízení pro zvýšení životnosti radlic

Stroje pro úpravu půdy jsou extrémně zatěžovány. Pro zvýšení doby životnosti rychle opotřebitelných náhradních dílů, např. radlic, používá firma Andersen Steel pro jejich čištění zařízení se shot peeningem od firmy Rösler.

Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit