Témata
Zdroj: Gema

Využití korozního monitoringu v logistice

Korozní poškození během dopravy zboží a při jeho skladování je problémem v mnoha průmyslových odvětvích, např. ve strojírenství, při zpracovávání kovů, v automobilovém, leteckém, nábytkářském a obranném průmyslu. S podobnou situací se můžeme setkat i v oblasti ochrany kulturních památek, kdy k poškození unikátních historických předmětů může dojít například během zápůjček. Důležité je proto vytvořit a sledovat správné podmínky bezpečného skladování a dopravy.

Kateryna Popova

V rámci svého doktorského studia působí v Technoparku Kralupy VŠCHT Praha. 

Reklama

Nově vyvinutý systém CorrSen je jedinečným nástrojem pro monitoring koroze kovových výrobků a pro stanovení optimálních podmínek jejich dopravy a skladování. Systém sestává z citlivých senzorů, bezdrátových loggerů a komplexního řešení pro odesílání, zpracování a online prezentaci dat a umožňuje souběžné měření hloubky korozního napadení a korozní rychlosti kovu spolu s teplotou a relativní vlhkostí okolního vzduchu. Díky tomuto řešení lze v reálném čase zjistit, kdy a za jakých podmínek došlo ke zvýšení korozní agresivity atmosféry vůči sledovanému materiálu, včas přijmout potřebná opatření a vypracovat strategii prevence dalšího poškození.

Obr. 1. Skladovací hala. (Zdroj: Gema)

Jako příklady použití systému CorrSen v logistice a skladovém hospodářství lze uvést dvě případové studie.

Sklad součástek pro automobilový průmysl

První zkouška probíhala ve skladu firmy zabývající se výrobou součástek pro automobilový průmysl. Sklad se nachází v nevytápěné hale (obr. 1). Logger CorrSen s čidlem Cu-12 µm byl umístěn vedle vstupních vrat, přes která do haly může proudit venkovní vzduch. Naměřená data byla odesílána na server pomocí brány, rovněž umístěné v hale (obr. 2). Předpokládalo se, že korozivita v tomto místě, přístupném pro venkovní vlhkost, bude nejvyšší z celého skladu.

Obr. 2. Logger (vlevo) a brána (vpravo) systému CorrSen ve skladové hale. (Zdroj: Gema)

Monitoring ve skladu začal v srpnu a trval déle než čtyři měsíce. Na grafu na obr. 3 je uveden průběh úbytku tloušťky měděného senzoru, teplota a relativní vlhkost za celé monitorovací období.

Obr. 3. Korozní úbytek měděného senzoru, teplota a relativní vlhkost ve skladovací hale. (Zdroj: Gema)

Průměrné hodnoty teploty a relativní vlhkosti v období od konce srpna do konce října byly 21,3 °C a 58 %. Korozní úbytek tloušťky mědi v tomto období byl zanedbatelný. Později na podzim, v období od 14. října do 10. prosince, došlo k mírnému zvýšení korozního úbytku, spojenému s poklesem teploty a zvýšením relativní vlhkosti na průměrné hodnoty 8,9 °C a 69 %. Průměrná korozní rychlost měděného senzoru byla v tomto období 6,7 nm za rok, což odpovídá třídě korozivity „IC1 – velice nízká“ podle normy ISO 11844-1:2020. Od 11. prosince lze na grafu pozorovat náhlý a výrazný úbytek materiálu odpovídající korozní rychlostí 130 nm za rok, tj. třídě korozivity „IC4 – vysoká“. Z průběhu klimatických parametrů je patrné, že tento nárůst souvisel s dalším poklesem teploty a zvýšením vlhkosti až k maximální hodnotě 86 %. Během další expozice se průběh korozního úbytku v čase částečně stabilizoval, ale korozní rychlost zůstala vysoká.

Reklama
Reklama
Reklama

Z výsledků monitoringu je zřejmé, že vstup venkovního vzduchu měl zásadní vliv na korozivitu prostředí a způsobil náhlý nárůst korozivity v zimě (v důsledku zvýšení relativní vlhkosti). Pro bezpečné ukládání materiálů ve skladovací hale bylo doporučeno minimalizovat vstup venkovního vzduchu a zavést alespoň částečné řízení parametrů vnitřní atmosféry, zejména v zimních měsících. Zároveň je vidět, že celkový úbytek tloušťky mědi po 4½ měsíční expozici jen lehce přesahoval 11 nm. S ohledem na počáteční tloušťku senzoru 12 µm lze tak zdůraznit extrémní citlivost měření, dovolujícího detekovat korozní úbytek v jednotkách nanometrů, tj. v miliontinách obvyklých tlouštěk kovových konstrukcí. Pro extrémní případy tak existuje možnost sledovat změny korozivity v horizontu hodin, případně minut.

Obr. 4. Válcovna. (Zdroj: Gema)

Korozní poškození plechů ve válcovně

Druhá případová studie byla věnována zjištění příčin náhlého korozního poškození plechů ve válcovně. Měření probíhalo v hale, kde se skladují hotové výrobky (obr. 4 a obr. 5). Vrata haly jsou často otevírána, což umožňuje přístup venkovního vzduchu dovnitř. Monitoring probíhal pomocí dvou ocelových senzorů Fe-250µm, z nichž jeden byl umístěn těsně nad zemí, zatímco druhý se nacházel ve výšce dvou metrů. Měření probíhalo od konce března a trvalo čtyři měsíce.

Obr. 5. Instalace korozního monitoringu ve válcovně. (Zdroj: Gema)

Graf na obr. 6 ukazuje průběh teploty, relativní vlhkosti a korozního úbytku oceli ve válcovně. Z průběhu teploty a z průběhu relativní vlhkosti je vidět, že během prvních dvou jarních měsíců byly průměrné hodnoty obou parametrů nižší (22,7 °C a 32 %) než v předchozím případě, ačkoliv oba parametry vykazovaly znatelné fluktuace. Průměrná korozní rychlost obou senzorů v tomto období byla 5 µm za rok, což odpovídá třídě korozivity „IC4 – vysoká“ podle normy ISO 11844-1:2020. Dvacátého května došlo k prudkému úbytku tloušťky obou senzorů, tj. náhlému zvýšení korozní rychlosti, což souviselo se zvýšením relativní vlhkosti až na hodnotu 68 %. Tento krátkodobý nárůst vlhkosti způsobil 30 % celkového korozního úbytku senzoru umístěného ve výšce a 46 % korozního úbytku senzoru umístěného u země. Takto výrazná aktivace korozního děje čistě na základě zvýšení vlhkosti je nepravděpodobná. Dalším šetřením bylo zjištěno, že aktivaci způsobil průnik par kyseliny chlorovodíkové z mořicích lázní umístěných ve vedlejší hale.

Obr. 6. Korozní úbytek ocelových senzorů, teplota a relativní vlhkost ve válcovně. (Zdroj: Gema)

Průměrné hodnoty teploty a relativní vlhkosti v letních měsících (26,0 °C a 44 %) byly vyšší než na jaře a denní výkyvy těchto hodnot byly výraznější. Průměrná korozní rychlost senzoru umístěného ve výšce byla v tomto období 7 µm za rok, zatímco korozní rychlost senzoru nacházejícího se těsně nad zemí byla 12 µm za rok, což již odpovídá třídě korozivity „IC5 – velmi vysoká“. Tento rozdíl v korozní rychlosti dvou senzorů ukazuje na efekt proudění vzduchu a teploty v různých výškách.

Z výsledků monitoringu je patrné, že zvýšení korozní rychlosti souviselo s nárůstem relativní vlhkosti. Aby se zabránilo napadení skladovaného zboží, bylo doporučeno zavést alespoň částečnou klimatizaci, zamezit průniku venkovního vzduchu dovnitř haly, a hlavně zamezit proudění vzduchu mezi válcovnou a mořicí halou.

Reklama

Výsledky dvou případových studií ukazují, jak důležitou roli v logistice a při skladování zboží hrají klimatizace ve skladech a výrobních halách, udržování nízké vlhkosti a zamezení vstupu venkovního nebo kontaminovaného vzduchu. Ačkoliv se výsledky na první pohled zdají být triviální, tato doporučení často nejsou dodržována, což vede ke koroznímu napadení zboží, reklamacím a finančním a energetickým ztrátám.

Systém CorrSen může být použit pro zodpovězení řady důležitých provozních otázek, například: Jaké podmínky jsou pro ukládání zboží z daného materiálu v daném prostoru optimální? Které kontaminanty způsobují korozní napadení? Jaké by mělo být nastavení klimatizace skladovacích prostor tak, aby podmínky skladování byly bezpečné a zároveň nevedly ke zbytečné energetické spotřebě? Které balení je vhodnější pro bezpečnou dopravu daného materiálu? Proč dochází ke koroznímu poškození materiálů během manipulace a přepravy? Použití korozního monitoringu k zodpovězení těchto otázek přispěje k šetrnějšímu a efektivnějšímu hospodaření v oblasti logistiky a skladování.

Více informací o monitorovacím systému CorrSen najdete na internetových stránkách www.corrsen.com a v tomto článku.

Související články
Korozní monitoring v prostředí bazénových hal

Plavání je jedním z nejpopulárnějších sportů pro děti a dospělé u nás i po celém světě. První krytý plavecký bazén byl otevřen v roce 1828 v St. George‘s Baths ve Spojeném království. V roce 2024 bylo ve Spojených státech již 309 000 komerčních plaveckých bazénů, v České republice bylo v roce 2014 podle statistiky Státního zdravotního ústavu veřejných bazénů 957. Jedná se tedy o velký počet zařízení, v nichž jsou exponovány různé kovové materiály.

Průmysl 4.0 v praxi

Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

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.

Související články
Akademici a (nejen) technika

Spolupráce akademické a komerční sféry. Těchto pět slov v sobě bez nadsázky zahrnuje budoucí prosperitu naší země. Akademická sféra, včetně univerzit, totiž disponuje vynikajícími mozky, jejichž práce však byla v minulosti často „jen“ výzkumem pro poznání. Přitom na kvalitní výzkum je potřeba stále větší množství financí a těch se dnes často nedostává. Komerční sféra naopak financemi disponuje, ale aby ustála zesilující tlak konkurence, potřebuje získávat další a další know-how čili právě výsledky výzkumu. V čem je úhel pohledu na tuto problematiku z obou stran stejný a v čem se liší?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

Konfirmace měřidel

Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Jarní setkání strojařů v Plzni

Více než 30 vystavovatelů, téměř 50 řečníků, tři výstavní haly a jeden nezapomenutelný strojírenský zážitek. Akce Strojírenská inspirace 2024 se konala v Plzni od 4. do 6. června 2024 a zaměřila se na digitální výrobu, automatizaci a inovace ve strojírenství. Letos poprvé se toto setkání uskutečnilo v areálu Depo2015, který se stal centrem pro sdílení zkušeností a nápadů mezi odborníky z průmyslu a digitalizace.

Letošní veletrh Formnext slibuje hojnou účast

Formnext, přední světový veletrh aditivní výroby a průmyslové produkce nové generace, slaví úspěšný start do nového veletržního roku – navzdory poněkud utlumené ekonomické situaci v Německu a globálním politickým výzvám se do konce února přihlásilo již přibližně 574 společností z 35 různých zemí.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

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