Témata
Reklama

Moderní pracoviště žárového stříkání

První zmínky o možnostech nástřiku roztaveného kovu spadají do 20. let minulého století, kdy na tento princip upozornil doktor Schoop.

Od této doby bylo žárové stříkání jako obor rozvíjeno jen velmi pomalu. Největší rozmach ve světě zaznamenalo po 2. světové válce, v Čechách se žárové stříkání jako metoda modifikace povrchu a především protikorozní ochrany dílů a konstrukcí začala masověji používat od 60. let 20. století. V technické praxi se často můžeme setkat s dalšími výrazy pro žárové stříkání, jako je termický nástřik nebo šopování (po svém vynálezci) či prostě metalizace.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. Linka pro tryskání a žárový nástřik plechů hliníku elektrickým obloukem (VŽKG)

Vývoj povlaků

Společně s vývojem zařízení byly vyvíjeny i technologie nanášení povlaků včetně zkoumání jejich vlastností. V oblasti technických nástřiků byly vyvinuty silnovrstvé kluzné povlaky pro ložiska, tepelně odolné povlaky na díly potrubí pro odvod spalin nebo otěruvzdorné keramické povlaky stříkané plazmou. Na poli protikorozní ochrany dominovaly v 70. a 80. letech žárově stříkané povlaky Zn40Al160 kombinované s nátěry, nebo povlaky čistě hliníkové bez vazné mezivrstvy. Životnost těchto povlaků vystavených běžné venkovní atmosféře se tenkrát odhadovala na 50 let bez nutnosti opravy. Dokladem kombinovaných povlaků (Zn-Al-org. barva) jsou některé stavby z těchto let, jako například Žďákovský most (1967) nebo přemostění Severojižní magistrály v Praze (1979), kde v obou případech bylo kontrolou po cca 30 letech potvrzeno, že metalizovaná vrstva opatřená vrchním nátěrem nenese známky degradace a povrch byl hlavně z důvodu estetického a dalšího prodloužení životnosti doplněn o organický povlak.

Obr. 2. Linka pro tryskání a žárový nástřik Al sloupů trakčního vedení (EŽ Vlkov)

Další skupinou jsou hliníkové povlaky bez dalšího nátěru. Příkladem mohou být důlní vozíky, které byly vyráběné z  ocelového plechu opatřeného žárově stříkanou ochrannou vrstvou hliníku. Na obr. 1. je vidět část linky v závodě VŽKG na úpravu těchto plechů, která se již do dnešních dnů nedochovala, protože byla v devadesátých letech v rámci útlumu výroby rozebrána. Podstatně lépe je na tom linka na povrchovou úpravu stožárů trakčních vedení v Elektrizaci železnic ve Vlkově, která je zobrazena na obr. 2 v původním provedení. Linka je provozována s několika modernizacemi dodnes.

Trend směrován k zinkovým povlakům

Současný trend v oblasti antikorozních povlaků je směřován především k povlakům zinkovým nebo zinko-hliníkovým (ZnAl 85/15). Povlaky na bázi hliníku a jeho slitin jsou vzhledem k cenové hladině a nutnosti stříkat silnější povlaky než zinkové méně často používané. Současná technologická zařízení pro žárový nástřik se vyznačují úsporností provozních nákladů, a to především přechodem od plynových nanášecích zařízení k elektroobloukovým, snižováním podílu ruční práce formou automatických nebo robotizovaných pracovišť a dále zlepšením ekologické a hygienické úrovně kompletních pracovišť. To se děje prostřednictvím vhodně navržených odsávacích boxů s dostatečně dimenzovanou vzduchotechnikou a důsledně filtrovanou odsávanou vzdušninou pomocí moderních suchých filtrů. Samozřejmostí je i použití preventivních požárních prostředků, jako jsou zpětné protivýbuchové klapky a samozhášecí zařízení.

Obr. 3. Část linky pro žárový nástřik sloupů trakčního vedení (EŽ Vlkov)

V minulých letech firma S.A.F. Praha například zrealizovala rekonstrukci výše zmíněné linky na sloupy trakčního vedení ve firmě Elektrizace železnic ve Vlkově. V rámci první etapy modernizace byly vyměněny původní strojní elektroobloukové pistole Elmet P za nová elektrooblouková zařízení Margarido M45. Na obr. 3. jsou vidět obě elektroobloukové pistole M45 a část nastříkané válcové části sloupu. K strojně nastříkané válcové části sloupu jsou pak následně přivařeny patky a tato část je pak opatřena opět žárovým nástřikem, tentokrát na ručním pracovišti. V současné době se na lince provádí nástřik zinkem nebo slitinou ZnAl 85/15.

Pracoviště žárového stříkání kotevních prvků

V minulém roce provedla firma S.A.F. Praha dodávku pracoviště žárového stříkání kotevních prvků u firmy Deltabeam Králová nad Váhom. Vzhledem k tomu, že jde o nástřik sériový a na výrobky tvarově shodné, a dále pak o provoz s negativními účinky na zdraví obsluhujícího personálu, rozhodl se zákazník realizovat toto pracoviště jako automatizované s využitím stříkacího robota.

Kotevní prvky určené k nástřiku o délkách 700 až 4 000 mm při rozsahu průměrů závitových částí od M24 do M60 a jejich využití je pro kotvení v exteriérech, od stavebních konstrukcí až po větrné elektrárny. Antikorozní nástřik zinkem se provádí na závitové části kotvy v délce 200 až 450 mm a na následnou válcovou část kotvy tak, aby závitová část kotvy byla pokryta zinkovou vrstvou tloušťky 100 μm a válcová část povlakem tloušťky 180 μm (obr. 4). Předúprava stříkaných povrchů je prováděna otryskáváním hnědým korundem.

Obr. 4. Kotevní prvky nastříkané zinkovým povlakem

Bezpečnost práce

Robotizované pracoviště žárového stříkání bylo navrženo tak, aby odpovídalo všem současným požadavkům z hlediska bezpečnosti práce, hygieny práce a požadavků na životního prostředí. Pracoviště se skládá z následujících celků: stříkací komora včetně stříkacího boxu MB200, elektrometalizační zařízení Margarido M45, rotační přípravek se sklíčidlem, stříkací robot, odlučovač zinkového prachu s ventilátorem a VZT potrubím.

Obr. 5. Stříkací komora

Stříkací komora (obr. 5) je určena k eliminaci škodlivých vlivů technologie žárového stříkání na okolní prostředí, je v ní nainstalován robot pro polohování stříkací pistole, polohovadlo kotev a stříkací box MB200 pro lokalizaci a odsávání přestřiků při nástřiku výrobků. Stříkací box umožňuje také ruční nástřik rozměrnějších dílců, které svými rozměry nepřesahují pracovní prostor daný stříkacím boxem. Zdroj elektroobloukového zařízení a řídicí systém jsou umístěny vně komory. Komora je vybavena zářivkovým osvětlením, vstupní dveře jsou osazeny průhledy s ochrannou UV fólií pro sledování procesu nástřiku. Vzhledem k zajištění vysoké bezpečnosti pracoviště je povrch podlahy stříkací komory upraven jako elektrostaticky vodivý. Komora je vybavena ventilací vzduchem protékajícím stříkací komorou od vstupního nasávacího prvku na střeše komory přes stříkací box a VZT potrubí do odlučovače prachu.

Elektrometalizační zařízení

Manipulace s výrobky v boxu (velkorozměrné díly) a vkládání výrobků do boxu se provádí ručně. Boční stěna kabiny je upravena pro instalaci rotačního přípravku se sklíčidlem používaného pro upnutí a rotaci stříkaných kotev při automatickém nástřiku.

Obr. 6. Elektrometalizační zařízení Margarido M45

Pro vlastní nástřik je použito elektrometalizační zařízení Margarido M45 (obr. 6). Elektrometalizační proces nástřiku se provádí tavením stříkaného materiálu ve formě drátu v elektrickém oblouku, který hoří mezi dvěma dráty stříkaného kovu. Roztavený materiál je z oblouku vyfukován a rozprašován stlačeným vzduchem.

Obr. 7. Stříkací box MB200 s robotem a upínacím přípravkem

Provoz zařízení Margarido M45 je ovládán řídicím systémem stříkacího robota ABB (obr. 7), tzn. standardní ovládání elektrometalizačního zařízení bylo upraveno pro tuto vzájemnou komunikaci s nadřazeným řízením. Vlastní stříkací pistole je namontována na rameni robota (obr. 8).

Obr. 8. Elektrometalizační pistole Margarido na rameni robota

Pracovní prostor metalizačního boxu MB200 je intenzivně odsáván tak, aby bylo dosaženo bezpečných koncentrací výbušných zinkových prachů ve vznosu, a zároveň aby se minimalizovalo šíření a tím i vliv přestřiků do okolí a na zařízení vyskytujících se na pracovišti. Přestřiky jsou zachytávány v odlučovači prachu patronového typu s filtračními vložkami Ultra-Web s povrchem z nanovláken. Tyto jsou navrženy tak, aby zaručily bezpečný provoz, perfektní odlučovací účinnost a velice dlouhou životnost filtračního média (obr. 9).

Obr. 9. Systém ventilace a odlučování zinkových prachů na pracovišti

V současné době je většina realizovaných pracovišť budována s ohledem na snížení podílu lidské činnosti, na snížení provozních nákladů na zlepšení hygieny práce a především s ohledem na zvýšení bezpečnosti. V řadě případů nově navržené technologie žárového nástřiku vykazují i lepší vlastnosti nastříkaných povlaků. Například při přechodu z plynové na elektroobloukovou metalizaci mají povlaky menší pórovitost a podstatně vyšší (cca dvojnásobnou) přilnavost. To se u obou výše zmíněných pracovišť potvrdilo při porovnání sledovaných parametrů.

Alexander Sedláček, Stanislav Pavlica

S.A.F. Praha

ASedlacek@saf.cz
//www.saf.cz/cs/

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 120422
Datum: 11. 04. 2012
Rubrika: Odborná příloha / Technologie povrchových úprav
Autor:
Firmy
Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Pokročilé mazání pro úspornost a spolehlivost

Věda a výzkum přinášejí zcela unikátní řešení i pro procesy zdánlivě zavedené a v oblastech, kde by inovace laik neočekával. Každý pozitivní a použitelný krok ke zlepšení klimatické situace naší planety je přínosem a jednou z nesmírně efektivních, užitečných, a vlastně poměrně snadných a finančně nenáročných záležitostí. Takovými by mohly být aplikace pokročilých tribologických řešení především pro dopravu, průmysl a výrobu energií.

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“.

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
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.

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.

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.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Vliv míchání na elektrickou vodivost povlaků

Antistatické nátěrové hmoty slouží k vytvoření elektricky vodivých povlaků, jež jsou svými vlastnostmi vhodné pro prostředí, ve kterých je nutné zamezit tvorbě a negativním důsledkům elektrostatického náboje (statické vybíjení, kumulace prachových částic a další negativní jevy).Svá uplatnění nacházejí v petrochemickém průmyslu, přesné optice, elektrotechnice a v celé řadě dalších odvětví. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze byl sledován vliv metody dispergace plniva a parametrů procesu míchání antistatických nátěrových hmot na finální technologické a funkční vlastnosti povlaku.

Přesné měření tloušťky povlaků

Pro optimalizaci vlastností povrchových povlaků a filmů ve výzkumu, vývoji i průmyslové výrobě je důležitá přesná kontrola jejich tloušťky a rovnoměrnosti rozložení. Metrologická metoda CCI představuje mimořádnou přesnost měření pro široký rozsah tlouštěk povlaků.

Vývoj a výzkum nátěrových hmot pro letecký průmysl

Letecký průmysl vždy patřil a stále patří k tradičním průmyslovým odvětvím v České republice. Výrobky tuzemských firem a podniků „létají“ prakticky po celém světě a svými užitnými vlastnosti dlouhodobě konkurují i jiným renomovaným světovým výrobcům. Nedílnou součástí zajištění požadovaných vlastností leteckých výrobků jsou i povrchové úpravy a ochrany, které jim poskytují přidané ochranné či funkční vlastnosti a umožňují provozovat je po celou dobu jejich technického života.

Nátěry pro hezčí vzhled i lepší funkčnost

Nátěrové hmoty se běžně používají k dosažení dekoračních, ochranných a dalších funkčních účinků na určitém povrchu. Své o tom ví i společnost Synpo, která se již od padesátých let minulého století zabývá výzkumem a vývojem syntetických pryskyřic a laků. Jejich nátěrové hmoty používají např. výrobci dopravních prostředků, zemědělských strojů a jiných strojních zařízení.

Využití povlaků pro zvýšení životnosti hoblovacích nožů

Nanostrukturované povlaky použité jako povrchová úprava hoblovacích nožů pro obrábění dřeva z rychlořezné oceli přinesly výrazné zvýšení životnosti nástroje a tím i zvýšení kvality povrchu obráběného dřeva.

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