Kontrola kvality protikorozní ochrany

Současně s návrhem vhodné protikorozní ochrany musejí být stanoveny metody a způsob kontroly významných parametrů jakosti na konkrétním výrobku.

Kontrola kvality má za úkol zjistit, zda funkčnost, životnost a korozní odolnost povlaku odpovídá daným předpokladům a požadavkům. Systematická kontrola kvality je nedílnou součástí výroby. Kontrola kvality vychází z požadavků na užitnou hodnotu výrobku. Sledování kvality je možné při mezioperační kontrole v technologickém sledu postupu a při konečné (výstupní) kontrole. Mezioperační kontrola má za cíl vyřadit výrobky, u kterých jsou kontrolované kvality mimo přípustné meze.

Tab. 1. Vybrané parametry kvality povlakových systémů
Pro zvětšení klikněte na tabulku

Základem pro návrh kritéria jakosti je znalost charakteru prostředí, ve kterém bude výrobek převážně používán, mechanismu funkce navrženého povlaku a jeho znehodnocování v určitém prostředí. Ochranná účinnost a doba životnosti organických povlaků jsou ovlivněny druhem filmotvorné látky a pigmentu, úpravou povrchu kovu před zhotovením nátěru, dále tloušťkou nátěru, pórovitostí apod. Okolní podmínky, kterým je ochranný povlak vystaven, zahrnují další významné faktory a jejich kombinaci, jako je teplota, vlhkost, znečištění ovzduší chloridy, oxidem siřičitým, UV zářením, střídání teplot, vliv mikroorganismů a řada dalších činitelů.

Nejdůležitějším faktorem je přítomnost vody v různých odlišných formách. Dalšími případnými vlivy jsou oděry tuhými částicemi, nárazy, mechanické namáhání, vibrace apod.

Povrch kovu musí být před zhotovením ochranného nátěru vhodným způsobem upraven. Stav povrchu kovu významně ovlivňuje životnost nátěru. Povrch nových ocelových profilů a plechů zhotovených válcováním za tepla je pokryt vrstvou okují tvořenou oxidy železa. Nátěry zhotovené na zaokujeném ocelovém povrchu se při vystavení účinkům atmosféry poškozují zvedáním okují, které je způsobeno jednak jejich podrezavěním a jednak vlivem rozdílného koeficientu roztažnosti oceli a složek okují. Nejvhodnějšími metodami pro přípravu ocelového povrchu před zhotovením nátěrů je otryskávání a moření v kyselinách.

Otryskávání za sucha je nejvhodnější metodou pro mechanické odstranění okují, korozních produktů z ocelového povrchu a vytvoření jeho požadovaného zdrsnění k lepšímu zakotvení základních nátěrů. Tento způsob však není vhodný pro odstranění rozpustných solí a různých mastnot. Důležité je odstranění solí na ocelovém povrchu; patří sem zejména chloridy, sírany, dusičnany a rozpustné soli obsahující dvojmocné železo, obsažené v důlcích na povrchu oceli, protože soli přítomné na ocelovém povrchu podporují průnik vody osmotickým pochodem a zvyšují vodivost vody na povrchu oceli, což negativně ovlivňuje přilnavost organického povlaku. Mastnoty brání nejen dokonalému zakotvení nátěru na kovovém povrchu, ale mohou také nepříznivě ovlivňovat jeho zasychání.

Do pojmu celkový vzhled povrchu se zahrnují optické vlastnosti významné z hlediska dekorativního účinku povrchové úpravy, které nejsou přímo vyjádřeny pojmy lesk a barva povrchu. Jsou to zejména vizuální stejnorodost (homogenita) a optická izotropie povrchu. Vizuálně stejnorodý povrch nevykazuje při daných podmínkách pozorování (osvětlení, poloha a vzdálenost posuzovaného povrchu) místní odchylky, zjistitelné přizpůsobeným, odpočatým lidským okem. Jako vady se berou např. skvrny, místní vady a textura povrchu. Jedná se o subjektivní metodu. Popisují se zřetelné vady, které mohou být způsobeny znehodnocenou nebo chybně nanášenou nátěrovou hmotou nebo také nedodržením podmínek při tvorbě nátěrového filmu. Mezi nejčastější vady patří stopy po tazích štětcem, nedotřená místa, struktura pomerančové kůry, struktura kůže, vrásnění, vyplavávání pigmentů, kráterky, póry, nečistoty v nátěru, závěsy a stékání atd. Pro vizuální hodnocení nátěrů byla zavedena norma ČSN EN ISO 13076 „Nátěrové hmoty – Osvětlení a postup pro vizuální hodnocení nátěrů“.

Lesk se hodnotí se podle normy ČSN ISO 2813 „Nátěrové hmoty – Stanovení zrcadlového lesku nátěrů bez obsahu kovových pigmentů při úhlu 20°, 60° a 85°“. Standard zahrnuje metodu měření leskoměrem, který měří množství světla odraženého od nátěru při určitém měrném úhlu.

Barevný odstín je veličina charakterizující barevné vlastnosti nátěru. Hodnotí se vizuálně podle ČSN EN ISO 3668 „Nátěrové hmoty – Vizuální porovnání barevného odstínu nátěrových hmot“ nebo kolorimetricky podle ISO 7724-1 „Nátěrové hmoty – Kolorimetrie - Část 1-3…“.

K měření mokrého nátěru se používají přístroje uvedené v normě ČSN EN ISO 2808 „Nátěrové hmoty – Měření tloušťky mokrého nátěru“. Nejpoužívanější metodou je měření pomocí měrky nebo excentrického kolečka.

Měření tloušťky zaschlého nátěru je prováděno dle ČSN EN ISO 2808 „Nátěrové hmoty – Měření tloušťky suchého nátěru“. Norma zahrnuje destruktivní i nedestruktivní metody měření tloušťky nátěrů. Nedestruktivní metody jsou magnetické, v případě nemagnetických povlaků na magnetickém podkladu, a vířivé proudy, v případě nevodivých povlaků na nemagnetických kovech. Pro vyhodnocení platí kritérium: Pokud není dohodnuto jinak, jsou nepřípustné tloušťky suchého filmu nižší než 80 % nominální tloušťky. Počet měření nižších, než je požadováno, by neměl přesáhnout 20 %, přičemž průměrná hodnota tloušťky je rovna nebo větší než nominální tloušťka. Maximální tloušťka suchého nátěrového filmu nemá být vyšší než trojnásobek nominální tloušťky. Tloušťka nátěru je jedním z nejdůležitějších kritérií určujících ochranné vlastnosti nátěru.

Povlaky poskytují chráněnému podkladu předpokládanou ochranu, jestliže k němu vykazují dostatečnou přilnavost. Nejčastěji používané metody stanovení přilnavosti jsou uvedeny dále.

Mřížková zkouška podle ČSN EN ISO 2409 se stanovuje pro tloušťky nátěrů do 250 μm. Provádí se šest rovnoběžných řezů a šest na ně kolmých s odpovídajícími rozestupy mezi řezy podle tloušťky nátěru a druhu podkladu. Přilnavost se hodnotí na tvrdých podkladech až po odtrhu lepicí páskou s definovanou lepivostí přes provedené řezy. Při vyhodnocování se rozlišuje celkem šest stupňů přilnavosti označované 0–5.

Odtrhovou zkoušku podle ČSN EN ISO 4624 lze použít pro nátěry o vyšší tloušťce. Je to metoda, která poskytuje objektivní výsledky nezávislé na tloušťce a tvrdosti povlaku. Při odtrhové zkoušce zjistíme skutečnou adhezi/kohezi nátěru, vyjádřenou odtrhovou pevností v MPa. Pro stanovení charakteristiky lomu se vizuálně prohlédne jeho povrch a typ lomu se dále hodnotí.

Měření přilnavosti nátěrového systému odtrhovým přístrojem Comtest OP4

Kvalita a vlastnosti povrchových úprav závisejí na celé řadě technologických podmínek a také na konstrukčním řešení výrobku. Na návrhu povlakového systému se tedy s konstruktérem, který navrhuje povrchovou úpravu a výrobek řeší konstrukčně, musí podílet i technolog povrchových úprav. Vlastnímu návrhu povlakového systému musí předcházet rozbor požadavků na hotový výrobek, který musí být konfrontován s technologickými možnostmi jednotlivých operací a s možnostmi daného zařízení, na kterém se bude povrchová úprava provádět.

Výsledný dojem netkví pouze v povrchové úpravě. (Ilustrační foto autora)

Základním požadavkem je, aby životnost ochrany byla v souladu s ekonomickou i morální životností výrobků. Tomuto požadavku se také podřizuje výběr povrchové ochrany.

Důležitým bodem prováděných činností v rámci povrchových úprav je kontrola kvality, která má za účel dohlédnout na to, zdali jsou jednotlivé technologické kroky prováděny podle předpisů a v požadované jakosti pro zajištění požadované funkce povlakového systému. Pro správné provádění kontrolní činnosti je také zapotřebí kvalifikovaného personálu, který je proškolen a důsledně tuto činnost provádí.

Ing. Petr Drašnar, Ph.D.

Ústav strojírenské technologie, FS ČVUT v Praze

Petr.drasnar@fs.cvut.cz

//u12133.fsid.cvut.cz/

Literatura:
[1] Benešová, J.: Kontrola kvality, přednášky pro kurz korozního inženýra - Povrchové úpravy ve strojírenství, ČVUT v Praze, Praha, 2015. 18 s.
[2] Szelag, P.: Galvanické povrchové úpravy, přednášky pro kurz Galvanické pokovení, ČVUT v Praze, Praha, 2009. 21 s.
[3] Citované normy
[4] Drašnar, P.: Foto autor, 2015.