Témata
Reklama

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.

Město – moře – vzduch

Mezititulek jsem si vypůjčil ze známé dětské slovní hříčky. Zmíněná zakázka byla realizována na čerstvém středočeském vzduchu v Metalkovu Vlašim, tedy ve standardních klimatických podmínkách. Poté měla být během lodní přepravy vystavena slanému mořskému prostředí, aby skončila v abnormálně suchých pouštních teplotách Spojených arabských emirátů. Tedy zcela extrémní změny klimatických podmínek, což je pro povrchové úpravy doslova zkouška ohněm. To se nakonec ukázalo jako pravdivé úsloví. V Metalkovu zakázku zvládli, přičemž její kvalitu a dodržení technologie před transportem k zákazníkovi stvrdila nezávislá výstupní kontrola. Nebyly shledány ani nesrovnalosti v kvalitě použité nátěrové hmoty od světového výrobce.

Při povrchových úpravách byl použit „stokrát“ ověřený moderní duplexní systém ve složení: žárový zinek, 80 mikrometrů epoxidového základního nátěru a 80 mikrometrů polyuretanového vrchního nátěru. Jaké však bylo překvapení (náhoda?), když objednatel po zkušební montáži a jejím několikatýdenním vystavení v klimatických mořských podmínkách jeho přímořského pracoviště v Itálii reklamoval několik dílů, a to kvůli nepřiměřené křehkosti (prasklinám) povrchové epoxidové vrstvy a odštěpování nátěrového systému na hranách součástí.

Pracovníci Metalkovu proto znovu na místě přezkoumali aplikační protokoly, provedli další zkoušky přilnavosti a zjišťovali, zda nedošlo k porušení aplikačních podmínek během povrchových úprav či transportu. Porušení zjištěno nebylo, a tak se zdála být celá záležitost po opravě uzavřená.

Po lodním transportu k zákazníkovi do tropického podnebí Abu Dhabí se zjistilo, že uvedené vady se po instalaci bohužel vyskytly téměř u poloviny všech konstrukčních dílů, přičemž škoda byla předběžně vyčíslena na zhruba 1 milion eur. Jako jediný viník selhání byl tehdy označen Metalkov. To již nebylo pro rodinnou firmu – trpaslíka – proti světovému výrobci barev – goliáši – nikterak jednoduché. Zvláště když si Metalkov byl naprosto jistý tím, že k porušení aplikačních podmínek nedošlo, což konečně potvrzoval mj. i zmíněný výstupní protokol. I vyspělé technologie a kvalitní nátěrové hmoty mají nárok na náhodu.

Reklama
Reklama
Mřížková zkouška na vzdálenost řezů 3 mm, lepicí páska 3M (Scotch) o šířce 50 mm, celková tloušťka duplexního NS: 278–430 µm, tloušťka Zn vrstvy 120–180 µm. (Foto: SVÚOM)

Záhadu odhalil SVÚOM

Ve Vlašimi vzhledem k uplatňování moderních technologií a pětadvaceti letům podnikatelské serióznosti nekapitulovali. Obrátili se na SVÚOM, s. r. o., největší autoritu v oblasti povrchových úprav v ČR, s požadavkem na laboratorní zkoušky – v přesvědčení, že nepředvídatelný problém je na straně výrobce nátěrové hmoty. Ke zkoušce byl zvolen duplexní nátěrový systém (NS), aplikovaný na nízkouhlíkovou konstrukční ocel. Vrstva zinku byla zhotovena ponorem ocelové konstrukce do roztavené zinkové lázně, předúprava povrchu před nanášením nátěrových hmot (NH) byla provedena jemným otryskáním (sweepingem) povrchu žárového zinku křemičitým pískem. Jako nátěrové hmoty byly zvoleny na základní vrstvu NH: 2K-epoxypolyamid Carboguard 888, na vrchní vrstvu NH: 2K-epoxyakrylát Carbocrylic 1290. Nanášení NH bylo prováděno vysokotlakým stříkacím zařízením GRACO Xtreme X70 za podmínek: vnitřní prostředí dílenské, teplota vzduchu 18–25 °C, relativní vlhkost vzduchu 35 ± 5 %. Časová prodleva mezi nanášením vrchní NH na základní NH činila minimálně 8 hodin. Bylo provedeno několik typů zkoušek.

Závěr z mřížkové zkoušky zněl, že přilnavost navrženého dvouvrstvého NS je nevyhovující ke sweepované zinkové vrstvě. Nátěrový systém se jeví jako křehký a nesoudržný. Zkoušené díly nebyly vystaveny korozním zkouškám. Zhotovený NS byl však v době expedičního zkoušení přilnavosti vyzrálý, stáří testovaného NS splňovalo minimálně šest měsíců.

Dále byly příčné výbrusy selhaných NS podrobeny optické mikroskopii při 50násobném zvětšení mikroskopu. Závěr z této zkoušky zněl: vysoký obsah velkých lamelárních částic nakypřuje nátěrovou vrstvu, což vede ke zvýšení nárůstu pórozity.

Shrnutí vykonaných zkoušek

Ze závěrů precizního laboratorního zkoumání SVÚOM vyplynulo, že tvorba bublin ve vrstvě vrchního nátěru Carbocrylic 1290 byla zapříčiněna vysokou pórozitou základního nátěru Carboguard 888, kdy se organická rozpouštědla obsažená ve vrchní vrstvě nátěru Carbocrylic 1290 velmi rychle vsakovala do porézní struktury základního nátěru vlivem nízkého povrchového napětí. Tím došlo k vytlačování vzduchových bublin do vrchní vrstvy nátěru, což bylo prokázáno mikroskopickou analýzou. Z uvedeného zjištění vyplývá, že předepsaný nátěrový systém byl primárně znehodnocen vsakováním rozpouštědla do porézní vrstvy základního nátěru Carboguard 888 a následně znehodnocen průnikem vzduchových bublin do vrchní vrstvy nátěru, z čehož logicky plyne, že aplikovaný předepsaný nátěrový systém se stal porézním.

Z důvodu skryté pórozity (základní vrstva) a indukované pórozity (vrchní vrstva) předepsaného dvouvrstvého nátěrového systému došlo v průběhu poměrně krátké doby jednoho až tří měsíců k postupnému pronikání vody až k zinkové vrstvě. (Ocelová konstrukce byla vystavena dešťovým srážkám, např. při dlouhém lodním transportu nebo ve sběrném uzlu.) Selhání ochranné účinnosti dvouvrstvého nátěrového systému, byť byl aplikován na otryskaný (sweepovaný) povrch žárově pozinkované ocelové konstrukce, bylo neodvratné a probíhalo s různou intenzitou a s různým časovým odstupem, a to v závislosti na množství defektů ve dvouvrstvém NS a v závislosti na době jeho ovlhčení při skladování na vnější atmosféře, resp. při přepravě po moři.

Náhodou objevený závěr

Ze získaných poznatků vyplynul zdánlivě jednoduchý, ale teprve náhodou objevený významný závěr: systém povrchové ochrany výrobku nelze navrhovat jen podle korozního prostředí nacházejícího se v místě umístění výrobku. Pokud je výrobek transportován především po moři nebo je umístěn delší dobu v přímořském prostředí, je nezbytné vzít v úvahu i tento aspekt a zesílit požadavky na povrchovou ochranu. Je třeba podotknout, že technologii povrchové úpravy si diktuje objednatel. Tolik k odhalení této technologické záludnosti, kdy zakázky v tak složitém klimatickém řetězci se realizují velmi zřídka a kdy by to prostě bez náhody asi nešlo.

Serióznost podnikatelů – o reklamační náklady se podělili

V každém, tedy i tomto případě však šlo ve finále o financování reklamačních nákladů. Po zkušenostech z českého podnikatelského prostředí bych očekával přehazování horkého bramboru mezi Metalkovem a dodavatelem inkriminovaných nátěrových hmot. Otázka majiteli a řediteli rodinného podniku Metalkov Vlašim, specialistovi v sektoru povrchových úprav zejména nadrozměrných dílů a konstrukcí Evženu Reitschlägerovi zněla: „To se opravdu nevědělo, že uváděná epoxidová vrstva není vhodná pro uvedené změny klimatických podmínek?“ Odpověď byla prostá: „Ne,“ s dodatkem: „Kdyby se konstrukce povrchově upravovaly přímo na místě v SAE, pak by k uvedenému jevu nedošlo. Tím chci jenom podtrhnout, že dodavatel zmíněné barvy je naprosto spolehlivý v kvalitě i servisu, nikdy jsme neměli sebemenší problémy. Ale popsaná unikátní změna klimatických podmínek byla skutečně těžko předvídatelná. Ač jde o světového výrobce nátěrových hmot, jak uvádíte, goliáše proti naší rodinné firmě, přijal výsledky zkoušek velmi vstřícně, čehož si moc ceníme.“

A co onen horký brambor vypořádání reklamace? „I při vypořádání dodatečných oprav se ukázalo, v čem je firma světová. Prostě jsme se dohodli na vzájemně korektním vypořádání této zakázky a hlavně na další dlouhodobé spolupráci,“ uzavírá pan Reitschläger.

Optická mikroskopie příčných výbrusů selhaných NS – zvětšení mikroskopu 50xPro zvětšení klikněte na tabulku.

Jak tedy vidno, i hudební guru Jaroslav Ježek v jedné z písní říká, že „život je jen náhoda“, což se nevyhýbá ani moderním výrobním ověřeným postupům a technologiím povrchových úprav. Pak už záleží jen na obchodních partnerech, jak se k problému postaví. Vypořádání této zakázky je tedy inspirativní z hlediska podnikatelských vztahů, o technologickém poselství stvrzeném precizním posudkem SVÚOM nemluvě.

Metalkov Vlašim

doc. Ing. Milan Kašík, CSc.

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.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

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.

Související články
Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Zvýšení procesní spolehlivosti čištěním

Společnost BUPI Golser je světovou špičkou ve výrobě zařízení pro průmyslové čištění obrobků a transportních nosičů. Čisticí zařízení BUPI Cleaner jsou známá díky svým vynikajícím výsledkům čištění, kterých dosahují při vysoké hospodárnosti, energetické účinnosti a šetrnosti ke zdrojům. Vyráběna jsou v sídle společnosti BUPI Golser Maschinenbau v Halleinu u Salcburku. O zákazníky z České republiky a Slovenska pečuje od roku 2017 brněnská společnost Imtos.

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.

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.

Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

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.

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Předúpravy povrchů velkorozměrných ocelových konstrukcí

V letech 2014 až 2016 budovala jako generální dodavatel firma S.A.F. Praha, spol. s r. o., technologická zařízení pro mechanické předúpravy povrchu, odmašťování a termické nástřiky ve výrobním závodě polské firmy Famet v blízkosti města Opole. Investor a uživatel vyrábí zařízení pro energetiku, plynárenský a ropný průmysl, jejichž součástí jsou velké ocelové svařence s hmotností do 250 tun.

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.

Jak zefektivnit proces stříkání práškovými barvami?

Jak již název článku uvádí, bude se v něm pojednávat o aplikaci práškových barev. Konkrétně se jedná o méně známou a využívanou možnost automatizace a mechanizace stříkání, kterou jsou postřikové stěny.

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