Témata
Reklama

Cyklické zkoušky pro reálnější simulace

Životnost, trvanlivost, odolnost, ale i třeba degradace jsou důležitými pojmy, pokud se bavíme o životním cyklu jakékoliv součásti. Kupující nebo odběratel požaduje záruky, že právě obdržený díl, zařízení či konstrukce bude fungovat předem stanovenou dobu, navíc je-li ve hře také otázka bezpečnosti. Udělení certifikace či určení doby trvanlivosti často předcházejí různé zkoušky. Důležitou skupinou z nich jsou urychlené korozní zkoušky. Nejen jimi se v úzké spolupráci s průmyslem zabývají ve vědecko-technickém parku v Kralupech nad Vltavou.

Technopark Kralupy založila Vysoká škola chemicko-technologická v Praze (VŠCHT) jako svoje odloučené výzkumné pracoviště s využitím evropských dotací. Jedním z oborů činnosti Technoparku je nám strojařům velmi blízké korozní zkušebnictví. Požádali jsme proto vedoucího tohoto oddělení Ing. Tomáše Proška, Ph.D., aby nám prozradil, kdo všechno se může na jejich laboratoře obrátit a s čím.

Reklama
Reklama
Vedoucí skupiny Kovové konstrukční materiály v Technopaku Kralupy Ing. Tomáš Prošek, Ph.D.

MM: Kdy byl Technopark Kralupy založen a co bylo hlavním účelem?

Ing. Prošek: Hlavní myšlenka, proč VŠCHT Technopark v roce 2014 založila, byla snaha nabídnout ruku průmyslu. Všimli jsme si, že přestože vysoké školy disponují širokým rozsahem znalostí a často i výborným vybavením, ze samé podstaty vzdělávacího institutu, kdy hlavní náplní je výuka, výzkum a různé grantové programy, je jejich reakční doba při řešení společných projektů pro průmysl nevyhovující. Proto se VŠCHT rozhodla vybudovat vědecko-technický park, kde budou pracovat lidé, které nesvazují akademické povinnosti a mají tedy možnost skutečně tvořit jakési rozhraní mezi průmyslem a vysokou školou.

To mně osobně přišlo velmi atraktivní a smysluplné. Jsem rád, když jsou akademické znalosti využívány a uplatňovány v konkrétních průmyslových řešeních. A na tom je naše skupina založena. Snažíme se být užitečnými partnery pro průmysl.

MM: Jaké jsou hlavní obory činnosti Technoparku?

Ing. Prošek: V našem vědecko-výzkumném centru máme pět hlavních oborových zaměření. Jsou jimi stavební materiály a pojiva na bázi silikátů, stavební a izolační materiály na bázi polymerů, fotokatalytické materiály a technologie, kovové stavební a konstrukční materiály a mikrobiální kontaminace stavebních materiálů.

Když se zaměřím jen na naši parketu, kterou jsou kovové stavební a konstrukční materiály, hlavní náplní je korozní zkušebnictví, výzkum a vývoj v oblasti koroze pro průmyslové partnery z Česka i ze zahraničí a expertizní činnost, kde se věnujeme odborným konzultacím a poradenství v oblasti volby vhodného materiálu, stanovení příčin selhání zařízení, návrhům protikorozních opatření atd.

MM: Korozních laboratoří je v České republice mnoho. V čem se ta vaše liší od ostatních?

Ing. Prošek: Zaměřujeme se na modernější korozní zkoušky, konkrétně zkoušky cyklické. Základem korozního zkušebnictví je zkouška solnou mlhou. Tato zkouška je již přes sto let stará a určitě má své místo i opodstatnění, dokonce ji sami stále intenzivně používáme. Její zjevnou nevýhodou je však to, že nedokáže simulovat žádné reálné prostředí. Ani v přímořských oblastech se nestane, že by byl výrobek vystaven 100 % času tak extrémním podmínkám. V komoře se solnou mlhou je vzorek vystaven teplotě, kdy je korozivita pro běžné konstrukční materiály nejvyšší, a obrovskému množství chloridů, které se stále obnovují. Trvalá vlhkost nedovoluje kovu vytvořit vrstvu korozních produktů, které by byly stabilní a kov chránily, tak jak se to v běžném prostředí děje. V řadě případů pak výsledky, které dostáváme, nejsou relevantní. Příkladem bych mohl uvést běžnou pozinkovanou ocel. Ze zkoušky v solné mlze vyplývá, že korozní rychlost zinkového povlaku je téměř stejná jako korozní rychlost samotné oceli. V takovém případě by samozřejmě nemělo smysl zinkovou vrstvu na ocel vůbec nanášet. Z praxe však víme, že zinkové povlaky poskytují velmi efektivní protikorozní ochranu a významně prodlužují životnost dílů a zařízení. To však solná mlha neukáže.

Pro zavedený typ výrobků může být zkouška v solné mlze vhodná. Hojně se využívá pro kontrolu kvality třeba s ohledem na složení a rovnoměrnost tloušťky ochranného povlaku a jeho pórovitost. Ale v případě, kdy je potřeba přijít s novým řešením, například inovovanou povrchovou úpravou bez šestimocného chromu, odolnějším slitinovým povlakem, vylepšeným konstrukčním uspořádáním apod., není zkouška solnou mlhou dostačující.

Komora pro zkoušky v solné mlze a zkoušku v prostředí kondenzace vody

MM: Kdo tedy přišel s myšlenkou zavést tyto nové cyklické zkoušky?

Ing. Prošek: Cyklické zkoušky se používají již přes třicet let. Nejde tedy o novou metodu. Jako první vznikla potřeba zavedení alternativy ke zkoušce v solné mlze v automobilovém průmyslu. Pro výrobce automobilů je zpětná vazba mezi korozní odolností a spokojeností zákazníka daleko přímější než v jiných oborech.

Zjednodušeně řečeno, když vůz bude korodovat, zákazník si příště koupí jinou značku. A na základě zkoušky solnou mlhou nebylo možné garantovat trvanlivost. Dnes již má každá automobilka svůj alternativní postup. V zásadě mají všechny cyklické urychlené korozní zkoušky společné to, že se zkrátila délka expozice v  solné mlze. Zároveň se chlorid sodný obvykle dávkuje v nižších koncentracích. Z původních roztoků o koncentraci pěti hmotnostních procent se přešlo třeba na jedno nebo půl procenta. A přibyly cykly sušení a ovlhčení. Takové podmínky již lépe simulují reálná prostředí, jimž jsou produkty při použití vystavovány.

Komora umožňující provádění většiny normovaných cyklických korozních zkoušek o objemu 2 000 litrů

MM: Jak tedy taková spolupráce s průmyslem probíhá? Můžete uvést nějaké příklady?

Ing. Prošek: Zakázky v oblasti korozního zkušebnictví bych mohl rozdělit na dva hlavní typy. Buď jde o certifikaci korozní odolnosti pro zákazníkova odběratele, nebo na základě provedených zkoušek navrhujeme lepší materiálové řešení, vhodnější volbu povrchové úpravy či vhodnější technologický postup.

Spíše než se samotnými automobilkami spolupracujeme s jejich dodavateli. Většina automobilek má své plně vybavené laboratoře, a pokud se na nás obracejí, jde o dílčí problémy. Na druhou stranu automobilky od svých dodavatelů požadují vysokou kvalitu a certifikaci dodávaných dílů. Tito dodavatelé se pak obracejí na nás, aby ověřili, zda jejich produkty splňují náročné požadavky předepsané odběrateli.

Momentálně provádíme např. zajímavou zkoušku celé platformy tlakových lahví vyrobených z korozivzdorné oceli pro palivové nádrže pro nákladní automobily s pohonem na zemní plyn. Velikost platformy je téměř dva metry čtvereční a hmotnost hodně přes sto kilogramů. Jen málo korozních laboratoří disponuje tak velkou zkušební komorou. My ano. Převážně nás však živí menší zakázky od dodavatelů spojovacích materiálů, ozubených kol a mnoha dalších dílů motorů a karoserií.

MM: Když už jste o tom začal sám mluvit, jakým vybavením Technopark disponuje a jak cyklické zkoušky probíhají?

Ing. Prošek: Momentálně zde v Kralupech disponujeme čtyřmi komorami a máme objednanou pátou. Tuto poslední shodou okolností vyrábí švédská rodinná firma ControlArt, která je přímo personálně spojena s lidmi, kteří byli u zrodu cyklických zkoušek v automobilce Volvo v osmdesátých letech minulého století. Pro cyklickou zkoušku tenkrát vyvinuli svou vlastní komoru a dnes je vyrábějí pro komerční účely. Zásadní rozdíl je v tom, že většina výrobců jde cestou modifikace stávajících komor pro zkoušky solnou mlhou na komory pro cyklické zkoušky, což často nefunguje optimálně.

Každá z námi používaných komor má svá specifika a okruh normovaných zkoušek, které v ní lze provádět. Cyklické zkoušky trvají obvykle šest týdnů a mají vždy nejméně tři periodicky se střídající fáze. První je fáze kontaminace, následuje sušení a ovlhčení. V komorách se ke kontaminaci vzorků používá buď mlha nebo déšť, kdy jsou vzorky sprchovány vodou obsahující chloridy. V současné době nejkomplexnější cyklická zkouška vyvinutá německým spolkem automobilového průmyslu (VDA) navíc zahrnuje cyklus vymrazování při teplotě –15 °C. Takové teploty nejsou obecně pro kovy nijak nebezpečné, ale mnoho automobilových dílů je dnes vyrobeno z kompozitních materiálů, z kombinací kovu a plastů, s různými nátěrovými systémy či lepidly. Zde již mohou mít nízké teploty zásadní vliv na trvanlivost.

Povlakované a nepovlakované ocelové vzorky po urychlené korozní zkoušce

MM: Taková zařízení i jejich provoz musejí být finančně velmi náročné. Jak je na tom Technopark v otázkách udržitelnosti a soběstačností?

Ing. Prošek: Vybavení laboratoří Technoparku bylo pořízeno v rámci Operačního programu Podnikání a inovace, program Prosperita Výzva IV s podporou ve výši 75 %. Požadavek na návratnost vložených prostředků ve výši téměř 80 milionů Kč nás nutí chovat se naprosto tržně a pracovat za obvyklé ceny. Ohledně soběstačnosti a udržitelnosti mohu říci, že již za dva roky provozu je Technopark finančně soběstačný a díky vysokému počtu zakázek činí dnes obrat pouze naší skupiny kovových konstrukčních materiálů přes šest milionů korun ročně.

MM: Děkuji vám za rozhovor a přeji vám i Technoparku mnoho dalších úspěchů.

Eva Buzková

Eva.buzkova@mmspektrum.com

Reklama
Související články
Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

Made in Česko - Romantické tóny z Hradce Králové

V roce 1948 byla doslova ze dne na den znárodněna česká firma Petrof vyrábějící dokonalé, světově proslulé klavíry. Její majitel, dědeček dvou dam a pradědeček třetí, tedy těch, které v současné době firmu úspěšně vedou, musel tehdy okamžitě svoji továrnu opustit. O dlouhou řadu let později se, nejen díky revoluci, ale i díky nezměrnému úsilí jeho samého i jeho potomků, podařilo firmu, která figuruje na předním místě mezi českým „rodinným stříbrem“, vrátit do rukou rodiny Petrofů.

Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Související články
Laserové řešení pro plastikářský průmysl

Konvenční technologie opracování plastů již v mnoha případech nevyhovuje požadavkům koncových uživatelů. Moderní lasery posouvají kvalitu výroby plastů na zcela novou úroveň. Lastic představuje implementaci nejmodernějších laserových technologií a ergonomického ovládání do jediného produktu, jenž je navržen tak, aby jeho aplikace do stávajících výrobních linek byla zcela bezproblémová.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Současný vývoj v oblasti svařování

Svařování, resp. spojování materiálů je v podstatě průřezová skupina technologií, která ovlivňuje prakticky všechny průmyslové obory. Některé obory by bez svařování a dalších způsobů spojování materiálů dnes již nemohly vůbec existovat, např. výroba automobilů, výroba konstrukcí ve stavebnictví a řady strojírenských složitých výrobků, včetně energetických zařízení.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

EMO Hannover 2011, Část 8 - Materiály ve stavbě strojů

Dnešním předposledním dílem již pomalu uzavíráme náš profesně tříděný pohled na loňskou výstavu EMO Hannover. Dnes se zabýváme materiály ve stavbě obráběcích strojů, v příštím vydání se můžete těšit na zpracovanou oblast brousicích strojů.

Aplikovaný vývoj a výzkum 3D technologií

CARDAM (Centre of Applied Research and Development for Additive Manufacturing) je unikátní výzkumně-vývojové pracoviště, které se zaměřuje na realizaci nových technicky a technologicky vyspělých řešení a produktů při využití aditivní výroby kovů. Poskytuje služby aplikovaného výzkumu a vývoje, kompletní inženýrské řešení pro tvorbu nových aplikací a výrobních procesů, pomáhá společnostem vytvořit potřebné vědomosti, znalosti a know-how v nové oblasti aditivního designu a výroby. Aditivní design a výroba patří mezi nejdůležitější technologické směry, celosvětově rozvíjené v rámci „Průmyslové revoluce 4.0“.

Špičkové technologie dnes i zítra

Společnost Trumpf je renomovaný výrobce technologií na zpracování plechů a profilů a laserů pro průmysl. Výrobní historie se pomalu blíží celé stovce let a česká pobočka s obratem zhruba sto milionů eur za rok patří k důležitým průmyslovým hráčům nejen na českém trhu. Bylo proto jasnou volbou požádat ředitele společnosti Trumpf Praha Romana Haltufa, aby čtenářům MM Průmyslového spektra prozradil, kam se vývoj v tomto nepostradatelném oboru za minulá léta posunul.

Synergie: klíč úspěchu

Na to, jak je mladý už toho ve své profesi dokázal vskutku hodně. Už na začátku vysokoškolského studia začal podnikat v oblasti jachtingu, do čehož spadá například distribuce materiálů pro povrchové úpravy a poradenství. Dnes je Ing. Viktor Brejcha nejen spojován se společností Sea-Line, ale především je specialistou pro kompozitní materiály ve společnosti Siemens Mobility.

Made in Česko – Věž pro Svatou zemi

Píše se letopočet 2017 a pro další rok se chytají dvě významná výročí – 100 let od založení Československa a 70 let od založení státu Izrael. Jak lépe přispět k oslavám obou těchto událostí, tvořících historii, než vybudováním výjimečné české stavby, která by ozdobila historické hlavní město Svaté země – Jeruzalém?

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Desatero pro export - Marketingový průzkum poprvé

V dnešním díle našeho exportního seriálu se budeme věnovat marketingovému průzkumu. Ten je základním nástrojem pro posuzování jednotlivých vývozních teritorií a sestavování individuálních exportních plánů. Cílem je vytvořit profily potenciálních trhů, které zahrnou jejich charakteristiky, očekávání a preference. Na základě těchto profilů chceme sestavit klasifikaci atraktivity trhů podle předem určených kritérií. Dalšími cíli jsou analýza konkurence na vybraných trzích, identifikace hrozeb a příležitostí a určení právního rámce a systému autorského práva.

Koroze napříč všemi obory

Mezinárodní konference Eurocorr, která každoročně přiláká k účasti tisícovku zástupců komerční i akademické sféry včetně nejvýznamnějších celosvětově uznávaných korozních inženýrů, řadu sponzorů a vystavovatelů z oblastí povrchových úprav a povlaků kovů, chemických úprav prostředí, elektrochemických protikorozních ochran, korozního monitoringu, inspekce a zkušebnictví a mnoha dalších, se letos v září díky Asociaci korozních inženýrů poprvé v historii konala v Praze.

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