Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Využití syntetických jednovrstevných nátěrových hmot v ochraně proti korozi Diplomová práce
Vedoucí bakalářské práce:
Vypracoval:
Doc. Ing. MARTA ŠČERBEJOVÁ,CSc.
Bc. DVOŘÁK RADEK
Brno 2008
Vložit zadání
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Využití syntetických jednovrstevných nátěrových hmot v ochraně proti korozi vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně.
V Brně, dne………………………….. Podpis řešitele……………………
Poděkování Děkuji Doc. Ing. Marta Ščerbejová, CSc. za vedení při zpracování diplomové práce, za konzultace a ochotu při poskytování rad a připomínek. Děkuji rodičům za umožnění studia, za pomoc a podporu při studiu a zpracování diplomové práce.
ANOTACE V diplomové práci jsem se zaměřil na problematiku použití jednovrstevných syntetických nátěrových hmot. Dále je v diplomové práci zpracována metodika hodnocení účinnosti povrchových ochran nátěrovými hmotami při průběžné expozici vzorků v kondenzační komoře s NaCl a střídavé expozici v SO2. Metodika byla odzkoušena na vybraných zkušebních jednovrstevných syntetických nátěrech. Vybranými zkušebními jednovrstevnými nátěry jsou S 2160 Hostagrund, S 2141 Fest B, S 2131Z Na Železo. Pro porovnání korozní účinnosti vybraných jednovrstevných syntetických nátěrů, byl vybrán syntetický nátěrový systém a to v provedení: základový nátěr S 2000 Pragoprim a vrchní nátěr S 2013 Industrol. Na vzorcích exponovaných v kondenzačních komorách, byly porovnávány parametry: projevy korozního poškození, přilnavost mřížkovou zkouškou, přilnavost odtrhovou zkouškou, odolnost při hloubení, změna lesku a barevného odstínu. Klíčová slova: jednovrstvé, syntetické, nátěrové, hmoty.
ANNOTATION The thesis is focused on use of single-layer synthetic coating substance. It compromises a methodology used for a valuation of protective actions of surface protections by coating substance. The coated samples have been continuously exposited to condensation chamber filled by NaCl and cyclically exposited to solution SO2 to get the results of the laboratory tests. The methodology has been tested on a 3 different single-layer coating substances applied on iron: S 2160 Hostagrund, S 2141 Fest B. To compare the rust efficiency of above coating substances following synthetic coating system has been applied: basic layer S 2000 Pragprim and top layer S 2013 Industrol. On above specified samples the following parameters were interpreted: corrosion influence, adhesion crisscross test, excavation resistance and bend resistance of the samples, shine and colour shade changes. Key words: single-layer, synthetic, coating, substance.
OBSAH: 1
Úvod.......................................................................................... 8
2
Cíl práce .................................................................................. 10
3
Literární přehled...................................................................... 11
3.1
Definice koroze ....................................................................... 11
3.2
Základní rozdělení koroze....................................................... 13
3.2.1
Koroze chemická .................................................................................13
3.2.2
Elektrochemická koroze ......................................................................15
3.2.3
Koroze biologická................................................................................18
3.3
Návrh konstrukčního řešení a technologie výroby ................. 19
3.3.1
Příprava povrchu před aplikací ochranných nátěrů .............................23
3.3.2
Problematika předúpravy povrchu.......................................................24
3.3.3
Druhy a vazba nečistot k povrchu materiálů .......................................25
3.3.4
Detekce zbytkového zamaštění............................................................27
3.4 3.4.1
3.5
Ochrana proti korozi ............................................................... 29 Základní rozdělení ochranných povlaků:.............................................29
Současný stav v oblasti nátěrových hmot .............................. 31
3.5.1
Nátěrové hmoty....................................................................................31
3.5.2
Jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty ...............................................33
3.5.3
Přehled syntetických jednovrstvých NH pro ochranu proti korozi......34
3.6
Zkoušky ochranné účinnosti povrchových ochran ................. 35
3.6.1
Zkoušky z oblasti koroze a ochrany proti korozi kovů:.......................35
3.6.2
Příprava vzorků k hodnocení ochranné účinnosti nátěrové hmoty......36
3.6.3
Hodnocení parametrů ochranné účinnosti nátěrové hmoty .................36
4
Materiál a metody zkoušek ..................................................... 40
4.1
Parametry vybraných nátěrových hmot .................................. 41
4.2
Příprava vzorků ....................................................................... 45
4.3
Metodika zkoušek ................................................................... 46
4.4
Hodnocení vzorků ................................................................... 47
5
Odzkoušení navržené metodiky.............................................. 48
5.1 5.1.1
Parametry vzorků před zkouškou............................................ 48 Tloušťka nátěru....................................................................................48
5.2
Parametry vzorků v průběhu zkoušky..................................... 49
5.3
Parametry vzorků po zkoušce ................................................. 52
5.3.1
Hodnocení korozních změn .................................................................52
5.3.2
Hodnocení přilnavosti..........................................................................54
5.3.3
Hodnocení odolnosti při hloubení........................................................57
5.3.4
Hodnocení odolnosti v ohybu ..............................................................60
5.3.5
Hodnocení lesku ..................................................................................63
5.3.6
Hodnocení barevného odstínu .............................................................63
5.4
Celkové vyhodnocení.............................................................. 64
6
Návrh na použití testovaných barev........................................ 66
7
Závěr a diskuze ....................................................................... 67
8
Seznam použité literatury........................................................ 69
9
Seznam použitých norem ........................................................ 70
10
Přílohy ..................................................................................... 70
10.1 Seznam obrázků ...................................................................... 70 10.2 Seznam tabulek ....................................................................... 71
1
ÚVOD Koroze je samovolně probíhající proces znehodnocování materiálů působením
okolního prostředí. Reakce nebo děje, které jsou příčinou korozního poškozování materiálů, jsou chemické povahy. Můžeme tedy korozi definovat jako znehodnocení materiálu způsobené chemickým nebo fyzikálně chemickým působením prostředí. Stavby, konstrukce, zařízení, stroje i jiné předměty jsou vždy vystaveny působení, jehož účinek se projeví korozí materiálů, ze kterých jsou zhotoveny a zhoršením funkčních vlastností konstrukčních celků. Z potřeby dlouhodobě zachovat funkci zařízení a omezit hospodářské následky koroze vyplývá snaha po jejím omezení. Zkoumáním korozních dějů jsou nacházeny nové technologie a možnosti jak minimalizovat postupné korozní znehodnocování. Všechny stroje, konstrukce, stavby, mobilní i dopravní stroje jsou vystaveny působení prostředí, jehož účinek se projeví zhoršením jejich funkčních, mechanických a estetických vlastností. Tím se snižuje jejich životnost, zhoršují se jejich provozní vlastnosti a dochází k nutnosti oprav a tím k nežádoucím ztrátám v provozu těchto zařízení. Při zdokonalování nových technologií protikorozních ochran jednotlivých výrobků, se také zvyšuje cena samotného výrobku, proto je nutné v návrhu protikorozní ochrany zohlednit předpokládanou životnost stroje či zařízení a prostředí v kterém bude pracovat. Další a to velmi podstatnou podmínkou návrhu protikorozní ochrany daného zařízení je hledisko ekologie. Je nutné, pokud je to možné, volit takovou protikorozní ochranu, která bude co nejšetrnější k životnímu prostředí. U strojů v dopravě, průmyslu a zemědělství je neustálým trendem rostoucí požadavek na vyšší výkony při maximálním zatížení, zvyšování životnosti a co nejmenší náklady na provoz těchto strojů a zařízení. Nadměrné používání a využívání maximálních výkonů vede k nadměrnému opotřebování, znehodnocování a poruchovosti. Je nezbytné a důležité se zabývat otázkou ochrany proti korozi již při návrhu daného zařízení, protože i vhodně volená konstrukce nám může z velké části omezit a zabránit vzniku koroze. Dále je nezbytné už ve fázi výroby se zabývat otázkou vhodné protikorozní ochrany a zvolit takovou ochranu která bude vyhovovat pro dané zařízení a zároveň se příliš cena této ochrany neodrazí na ceně výrobku. Protože, pokud výrobek nebude konkurence schopný je zcela zbytečné pokračovat ve výrobě tohoto stroje či zařízení.
8
V této diplomové práci se pokusím shrnout základní principy korozních dějů, možnosti ochran proti korozi a zaměřím se na možnosti použití jednovrstvých syntetických nátěrových hmot v praxi. Dále provedu experimentální hodnocení ochranné účinnosti těchto povrchových ochran v laboratorních podmínkách. Vypracuji metodiku hodnocení ochranné účinnosti povrchových ochran nátěrovými hmotami při průběžné
expozici
vzorků v kondenzační komoře s NaCl a při cyklické v kondenzační komoře s SO2. Metodiku odzkouším na povrchové ochraně syntetickým jednovrstvým nátěrovým systémem a provedu porovnání s dvouvrstvým syntetickým nátěrovým systémem (tj. kombinace základového a vrchního nátěru). V praxi jsou tyto metody hodnocení ochrany velmi využívané a spolehlivé. Vhodně zvolená kvalitní protikorozní ochrana má za následek delší životnost materiálů strojů a zařízení a zároveň nám v nemalé míře sníží ekologické a ekonomické dopady na jejich likvidaci a následné zpracování, je-li zařízení poškozené natolik, že není schopno již plnit funkce bezpečného provozu a oprava již není reálná z hlediska funkčnosti, bezpečnosti a hlavně finanční náročnosti.
9
2
CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo zpracovat přehled syntetických NH pro jednovrstevné
povlaky na ochranu kovů proti korozi. Navrhnout metodiku hodnocení ochranné účinnosti povrchových ochran nátěrovými hmotami při expozici vzorků v kondenzační komoře s obsahem NaCl a kondenzační komoře s obsahem SO2. Kontrola ochranné účinnosti vybraných nátěrových hmot bude prováděna v průběhu probíhajících zkoušek dle zvoleného časového harmonogramu a po uplynutí zkoušek v kondenzačních komorách. Pro porovnání ochranné účinnosti zvolených jednovrstvých syntetických nátěrových hmot je dále podroben zkouškám ochranné účinnosti dvouvrstvý syntetický nátěrový systém. Z výsledků vyplývajících ze zkoušek navrhnout možnosti využití těchto nátěrových hmot.
10
Literární přehled
2.1 Definice koroze Téměř všechny materiály, které používáme podléhají ve styku s okolním prostředím více nebo méně rychlému rozrušování; toto rozrušování je způsobováno jednak chemickým vlivem prostředí na materiál, jednak vlivy fyzikálními nebo biologickými. Pod pojmem koroze materiálu shrnujeme děje vedoucí k jeho rozrušování, u nichž má působení chemických pochodů rozhodující význam. Korozi můžeme definovat jako znehodnocování materiálu způsobené chemickým nebo fyzikálně chemickým prostředím. V ojedinělých případech zahrnujeme pod tento pojem i děje způsobené fyzikálním rozpouštěním (např. při korozi roztavenými kovy) nebo odpařováním. Také prostředí, které způsobuje korozi, je velmi rozmanité. Nejrozšířenějším korozním prostředím je zemská atmosféra, jejímuž trvalému působení je vystavena převážná část výrobků. Také jiná prostředí vyskytující se v přírodě jsou technicky významná, zejména různé půdy, přírodní vody, jako jsou říční a hlavně mořské jež působí hlavně na plavidla. Norma ČSN ISO 8044 z roku 1989 definuje korozi jako fyzikálně chemickou interakci mezi kovem a jeho prostředím, které vede ke změnám ve vlastnostech kovu a které může způsobit zhoršení funkce kovu nebo prostředí, respektive technického systému, jehož je součástí. Častým následkem koroze je úbytek materiálu, který se projeví ve snížené pevnosti součásti. K tomuto typu korozního poškozování dochází např. u stavebních konstrukcí, vozidel, chemických a energetických zařízení. Někdy dochází k silnému porušení mechanických vlastností materiálu bez výrazného úbytku jeho množství. Tento případ nastává při různých formách strukturní koroze, při některých typech rozrušování organických materiálů, anebo je-li koroze lokalizována na malou plochu, na níž rychle probíhá do hloubky. Zvláštní pozornost zasluhuje vliv současného působení chemických a fyzikálních (mechanických) faktorů na korozi. Je častým jevem, že jejich současným působením vznikají poškození daleko intenzivnější, než jaká by odpovídala součtu vlivů při jejich odděleném působení. Podobně je tomu někdy při současném působení napětí (statického i dynamického) a koroze, kdy dochází k velmi rychlému praskání součástí. 11
Je zřejmé, že studium koroze, a to především koroze kovů, má velmi komplexní charakter. V každém konkrétním případě je třeba provést úplný rozbor systému kovkorozní prostředí se zahrnutím všech faktorů, které mohou děj kvalitativně nebo kvantitativně ovlivnit. Jsou to zejména tlak, teplota, relativní pohyb, abrazivní vlivy, mechanické namáhání nebo jiné formy energie, faktory metalurgické, dále charakter povrchu kovu a řada jiných. Analýza korozních systémů zahrnuje rozbor z hlediska fyzikálně chemického, strojírenského, hydrodynamického a při konečném technickém řešení též z hlediska ekonomického. Koroze kovů je stále závažnějším národohospodářským problémem, neboť ztráty způsobené korozí se zvyšující se agresivitou prostředí znečistěného průmyslovými exhaláty rok od roku rostou a proto je třeba hledat stále nové technologie, abychom tyto ztráty co nejvíce eliminovaly. Velmi důležitou otázkou ekonomie protikorozní ochrany je sladění prvotních nákladů na pořízení ochrany s náklady na její provoz a údržbu. Zde je velmi mnoho dokladů o tom, že úspory vzniklé snížením pořizovacích nákladů na protikorozní ochranu bývají nepochybné, protože způsobují neúměrné zvýšení nákladů na jejich údržbu, případně na obnovu. Korozní poškození z technického hlediska může způsobit zejména: změny mechanických vlastností ( pevnosti, pružnosti ) změny fyzikálních vlastností (magnetických, elektrických, tepelných ) změny geometrie povrchu V boji proti korozi je třeba znát mechanismus korozních dějů, činitele ovlivňující průběh koroze a chování kovů v různých korozních podmínkách, abychom mohli korozní ztráty snížit správnou volbou materiálu a správně volenou ochranou pro dané prostředí (Ščerbejová,1993).
12
2.2 Základní rozdělení koroze Z hlediska korozních dějů rozdělujeme korozi na:
chemickou
elektrochemickou
biologickou
Podle druhu korozního poškození:
rovnoměrnou
nerovnoměrnou (skvrnitou, důlkovou, bodovou, nitkovou, mezikrystalovou,
transkrystalovou, selektivní a extrakční) Podle prostředí, ve kterém koroze působí:
2.2.1
atmosférickou
ve vodách
v půdě
ve specifických prostředích, např. v zemědělství: •
v prostředí průmyslových hnojiv a chemikálií
•
v prostředí živočišné výroby
•
v motorech s vnitřním spalováním
Koroze chemická Chemická koroze je rozrušování kovů chemickými vlivy a nastává převážně
v plynných prostředích za vyšších teplot nebo v prostředí nevodivých kapalin.Většinou se jedná o oxidaci kovu z nulmocného na kladně nabytý kationt plyn přechází do formy aniontu. K oxidaci dochází nejen v kyslíkatých prostředích, ale i v jiných plynech (sirovodík ...). Látky reagují tím snadněji a vytváří stabilnější zplodiny čím více tepla se uvolní (exotermická reakce). Chemická koroze kovů v plynech Koroze probíhající při styku kovu s plynným prostředím rozdělujeme podle charakteru prostředí na: korozi v oxidačně působících plynech (O2, CO2, SO ...) korozi v redukčně působících plynech (H2, CH4, NH3, ...)
13
Koroze v oxidačně působících plynech Charakteristickým rysem koroze v oxidačně působících plynech je tvorba oxidických vrstev na povrchu kovu, na rozhraní mezi kovem a prostředím. Oxidická vrstva narůstá zpočátku rychle, podle lineárního zákona a další průběh koroze závisí na kompaktnosti vzniklé vrstvy (Ščerbejová, 1993). K objasnění tvorby oxidických vrstev existují teorie: 1. Vágnerova teorie – ionty a elektrony se pohybují ve vrstvě navzájem nezávisle (neuvažuje působení el. pole). 2. Gullbrasen Andrew – koncentrace interstacionálních nebo i kationtových vakancích v nestechiometrických krystalech lze vyjádřit změnou ∆G v disociaci kovového oxidu. 3. Mott-Cabrea – předpokládal existenci potenciálu mezi kovem a oxidickou vrstvou, který ovlivňuje její růst v závislosti na tloušťce. Tato teorie využívá parabolické, logaritmické i kubické závislosti a předpokládá existenci elektrické dvojvrstvy, která umožňuje přechod iontů za podmínek, kdy aktivační energie je ještě nízká. 4. Pilling-Bedwort – kompaktnost vrstvy ovlivňuje poměr molárního objemu oxidické vrstvy VMeO a molárního objemu kovu VMe. Je-li:
VMeO/ VMe > 1
může mít vzniklá vrstva ochranný charakter a koroze se zpomaluje. Probíhá podle parabolického zákona y2 = k · t kde: y ... množství zoxidovaného kovu k ... rychlostní konstanta t ... čas Tento případ je charakteristický pro většinu kovů, např. Al, Pb, Zn,Cu, Fe, Cr. Je-li:
VMeO/ VMe < 1
má vzniklá vrstva malé ochranné vlastnosti, kov je stáje ve stuku s prostředím a rychlost oxidace je značná. Koroze probíhá podle lineárního zákona Tento případ je charakteristický pro kovy: Li, Na, Ca, K, Mg. 14
y= k·t
Koroze v redukčně působících plynech Charakteristickým rysem koroze v redukčně působících plynech je rozrušování kovu difuzí plynu do kovu a jeho následnými reakcemi. Poškození způsobuje nejčastěji vodík a může být dočasné (vodíková křehkost) nebo trvalé (vodíková koroze, vodíková nemoc). Vodíková křehkost Souvisí s difuzí a tzv. rozpouštěním vodíku v železe. Vodík difunduje transkrystalicky v ionizované nebo atomární formě do mřížky železa a má snahu vytvořit molekulární vodík. Hromadění molekulárního vodíku na hranicích zrn a v poruchách má za následek křehnutí až praskání kovu. Pokud není křehnutí doprovázeno trhlinami, lze kov zotavit žíháním. Při ohřevu difunduje vodík ven a je možné dosáhnout téměř původních vlastností kovu. S jevem vodíkové křehkosti se setkáváme při odstraňování okují mořením v kyselinách. Vodíková koroze Při porušení kovu vodíkovou korozí difunduje vodík do oceli za vysokých teplot a tlaků, reaguje s uhlíkem a způsobuje oduhličení oceli za vzniku plynného metanu. Plynný metan není schopen difuze a soustřeďuje se na rozhraní zrn, kde vytváří vysoká pnutí a trhliny. Ocel se stává křehkou, ztrácí pevnost a tažnost. Odolnost oceli proti vodíkové korozi se zvýší přísadami karbidotvorných prvků Cr, Mo, W, V. Vodíková nemoc Rozrušování vodíkovou nemocí je charakteristické pro slitiny na bázi Cu a Ni. Při ohřevu s kyslíkem z oxidů, vzniká vodní pára, která způsobuje charakteristické trhlinky kovu (Ščerbejová, 1993). 2.2.2
Elektrochemická koroze Probíhá při elektrochemických reakcích, jejichž podmínkou je elektricky vodivé
prostředí – elektrolyt a anodická a katodická místa – elektrody. Každá korozní reakce v sobě zahrnuje dvě dílčí reakce – anodickou a katodickou, neboť jde o reakci oxidačně redukční. Anodická reakce odpovídá oxidaci kovu a tedy vlastní korozi. Katodická reakce odpovídá současně redukci některé oxidující složky obsažené v roztoku. Tato reakce se nazývá reakcí depolarizační. Obě reakce jsou na sobě vázány a nemohou samostatně probíhat. Vzájemná závislost je dána požadavkem zachování elektroneutrality. Jestliže anodická reakce je zdrojem elektronů, pak katodická reakce musí stejné množství elektronů spotřebovávat.
15
Průběh elektrochemických reakcí zásadně ovlivňují: elektrodový potenciál polarizace, depolarizace pasivita vnitřní faktory, které souvisí s korodovaným kovem vnější faktory, které souvisí s prostředím Elektrodový potenciál Jedná se o napětí, které vzniká mezi kovem a roztokem (značí se E). Hodnota elektrodového potenciálu závisí především na kovu elektrody ale i na koncentraci elektrolytu. Hodnotu elektrodového potenciálu určuje Nerrstova rovnice: E = E0 +
Kde:
R ⋅T z+ ⋅ ln a Me z⋅F
E ... standardní potenciál [V] R ... plynová konstanta (8,3143 J·K-1·mol-1) T ... termodynamická teplota [K] z ... mocenství kovového iontu F ... Faradayova konstanta (96 487 C·mol-1) z+ a Me ... koncentrace kovových iontů v roztoku
Standardní potenciál Je-li koncentrace iontů kovu v elektrolytu rovna jedné, rovná se elektrodový potenciál potenciálu standardnímu. Standardní potenciál je pro každý kov veličinou charakteristickou, udávající elektrochemickou ušlechtilost kovu, tj. snahu přejít do iontového stavu a uvolňovat elektrony. Seřadíme-li kovy podle jejich standardního potenciálu, dostaneme elektrolytickou řadu napětí. Podle umístění kovu v této řadě rozdělujeme kovy na:
ušlechtilé – jsou to kovy s větším standardním potenciálem než je standardní potenciál u vodíkové elektrody (označujeme znaménkem +)
neušlechtilé – s menším standardním potenciálem než je standardní potenciál u vodíkové elektrody (označujeme znaménkem -)
16
Elektrolitická řada napětí Au
Ag
Cu
H
Sn
Ni
Co
Fe
Cr
Zn
Al
+1,36
+0,79
+0,34
0
-0,14
-0,23
-0,28
-0,44
-0,56
-0,76
-1,33
Kdyby koroze závisela jen na elektrochemické ušlechtilosti kovu, mohli bychom
říci, že čím má kov vyšší standardní potenciál, tím je odolnější proti korozi. Korozi ale ovlivňují i další činitelé, proto se stupnice korozní odolnosti od elektrochemické řady napětí liší.
Polarizace a depolarizace Vodivým spojením dvou elektrod dochází k elektrochemickým reakcím a potenciál elektrod se mění. Počáteční rozdíl potenciálů mezi katodou a anodou se zmenšuje v důsledku usazování produktů rozkladu a má za následek snižování proudu a zmenšování koroze. Polarizace je děj, který způsobuje rozdíl mezi elektrodovým potenciálem v bezproudém stavu a při průchodu proudu. Polarizaci katody mohou vyvolávat zejména vodíkové ionty, pokrývají-li její povrch, čímž brání dalším iontům v přístupu. Polarizaci anody působí zejména nerozpustné korozní produkty, usazující se na ní. Depolarizace je opačně působící děj, který ruší polarizaci a umožňuje pokračování korozního děje.
Pasivita Pasivace kovu je děj, při kterém neušlechtilý kov zvýší svoji korozní odolnost vytvořením oxidické vrstvy s vyšším elektrodovým potenciálem. Využití pasivity kovu je pro technickou praxi ochrany proti korozi velmi významné. Pro ochranu proti korozi se používají snadno pasivovatelné kovy (Cr, Al) buď v čisté formě a nebo jako legury do hůře pasivovatelných kovů.
Vnitřní faktory, které souvisí s korodovaným kovem Chemická odolnost kovů se nedá jednoznačně určit. Rozeznáváme a rozdělujeme kovy na: •
ušlechtilé, termodinamicky stálé: Au, Pb, Ag
•
méně odolné, méně se pasivující: Al, Mo, Cr
•
odolné, které se snadno pasivují: Mg, Fe, Ni, Mn, Zn
•
neodolné, alkalické:
: Na, Ca, K
17
Stav povrchu – jedná se především o drsnost, členitost, poškození povrchové ochrany, ovlivňuje rychlost koroze nepříznivě. Mechanické napětí a deformace – zvyšují energetický obsah kovového materiálu a urychlují korozi. V důsledku koncentrace napětí na určitém soustředěném místě se jedná většinou o napadení mezikrystalové nebo trankrystalové. Struktura kovu a slitin – může ovlivnit vznik korozních mikročlánků. Dobře odolávají účinkům koroze jednofázové kovy a slitiny, jejichž jednotlivé fáze mají podobnou elektrochemickou aktivitu. Při legování ušlechtilejším kovem se obvykle zvýší korozní odolnost zvýšením elektrodového potenciálu, ale v některých případech může legující prvek sloužit jako mikrokatody.
Vnější faktory, které souvisí s prostředím Teplota elektrolytu – zvyšuje podle zásad chemické kinematiky rychlost reakcí a tím i rychlost koroze, pokud nezpůsobí vyschnutí elektrolytu. Koncentrace solí – zvyšuje chemickou aktivitu a elektrickou vodivost elektrolytu a tím i rychlost koroze. Inhibitory koroze – jsou látky, které snižují svým fyzikálně chemickým účinkem korozní napadení kovů. Inhibičně působící látky lze rozdělit na dvě skupiny: •
difuzní inhibitory – jedná se o látky koloidní, které změnou vlastností prostředí snižují difuzi (křemičitan sodný)
•
povrchové inhibitory – mění vlastnosti povrchu kovu adsorbcí nebo vznikem chemické sloučeniny
2.2.3
Koroze biologická Jedná se o korozi, která může být ovlivněna nebo způsobena mikrobiologickou
činností přímo nebo nepřímo, jako důsledek metabolické činnosti mikroorganismů. Mikroorganismy mohou:
mít přímý vliv na rychlost anodické nebo katodické reakce měnit odolnost kovu vlivem pochodů během látkové výměny vytvářet korozní prostředí tím, že tvoří při svém růstu a množení bariéry, čímž vznikají články na povrchu kovu 18
Mezi nejvýznamnější bakterie řadíme bakterie, které redukují sírany. Prostředí v kterém vegetují musí být mírně alkalické o hodnotě pH 7-8. Tyto bakterie napadají především ocel a litinu, ale i jiné kovy (např. hořčík, zinek, bronz). Kromě těchto bakterií biologickou korozi způsobuje ještě celá řada organismů, řas, hub, které podporují korozi kovů tím, že vytváří na povrchu kovů celé vrstvy. Koncentrace kyslíku pod těmito vrstvami je v takové koncentraci, že dovoluje vývin anaerobních bakterií, které mohou např. redukovat sírany (Ščerbejová, 1993).
2.3 Návrh konstrukčního řešení a technologie výroby Součástí každého projektu a konstrukce má být úplné vyřešení ochrany proti korozi a opotřebení, přičemž samotné konstrukční řešení má zaručit minimalizaci uvedeného namáhání. Optimální konstrukční řešení je podmíněno respektováním všech poznatků a pravidel platných pro tyto ochrany. K základním pravidlům, která by měla být respektována vždy v konstrukční praxi patří tyto zásady:
zkrácení doby styku povrchu s prostředím zrovnoměrnění podmínek přizpůsobení konstrukce povrchovým úpravám Konstrukční řešení, které je vhodné pro funkci předmětu nebo pro jeho výrobu apod., nemusí ještě zaručovat jeho dobré korozní chování. Konstrukce předmětu tvary a rozměry součástí musí respektovat vlastnosti ochran. Mohou být pro provedení ochrany nevhodné, takže kvalita ochrany by byla v různých místech jejího styku s prostředím rozdílná někde i nedostatečná, popř. mohou posilovat vliv některého korozního faktoru v určitém místě konstrukce. Proto je třeba nejen posuzovat při výběru alternativ možnosti, které konstrukční záměr pro určité ochrany poskytuje, ale také doporučovat taková konstrukční uspořádání, kterými by se uvedeným nedostatkům zabránilo. Z toho je patrno, že účinné ochrany lze dosáhnout jen při těsné spolupráci korozního inženýra a konstruktéra. Konstruktéři a projektanti by v zájmu optimální protikorozní ochrany měli být v kontaktu s korozním inženýrem od první fáze projektu.
19
Požadovanou účinnost může poskytnout pouze ochrana, která je ve všech místech předmětu, kde na něj bude působit agresivní prostředí, dostatečně kvalitní. Proto by se na chráněném předmětu neměla vyskytovat místa, v nichž jeho tvar nevyhovuje vlastnostem ochrany a postupu, kterým bude vytvářena, a je tedy třeba zvážit vždy při výběru ochrany také možnost přizpůsobení konstrukce a po rozhodnutí o volbě ochrany doporučit takovou úpravu konstrukce předmětu, kterou by se dosáhlo stejnoměrně kvalitní ochrany.
Zkrácení doby styku povrchu s agresivním prostředím má velký význam na jeho poškození. Je proto třeba konstrukčně řešit předměty tak, aby agresivní prostředí se nikde nezdržovalo déle než je nezbytné. Je důležité vyloučit všechny styky stěn s ostrými úhly, uzavřené prostory a kouty, kde by docházelo k zadržování kapalin a usazování kalů či koncentrátů (obr.1). Podobně je nutno se vyvarovat přítomnosti štěrbin a švů, kde kapilárními silami je nasávána vlhkost (obr.2). Nebezpečí vzniku makročlánků a tím štěrbinové koroze je možné při nedokonalém sevření nýtovaných nebo šroubových spojů.
Obr. 1 Rozdílné umístění odtokového potrubí z hlediska
korozního namáhání
20
Obr. 2 Vznik štěrbin /řešení: a-nevhodné, b-vhodné/
Zrovnoměrnění korozních podmínek podél celého povrchu předmětu směřuje k tomu, aby nedošlo neúměrným zvýšením účinku některého korozního činitele k urychlení korozní reakce. V důsledku nestejných korozních podmínek či různého složení prostředí a materiálu v různých místech konstrukce může dojít v elektrolytech ke vzniku korozního makročlánku. Tyto makročlánky mohou vznikat mezi elektricky vodivými materiály, mezi místy s různým mechanickým napětím jednotlivých částí kovu, mezi kovy s rozdílnou teplotou, nebo místy, která jsou ve styku s prostředím o rozdílné rychlosti proudění či rozdílném složení. Klasické makročlánky vznikají spojením dvou elektricky vodivých materiálů majících rozdílnou reaktivitu k danému elektrolytu, který s nimi uzavírá galvanický okruh (obr.3). Je proto třeba se vyhnout spojení součástí s různými elektrochemickými (korozními) potenciály nebo je oddělit vhodným izolátorem či povrchovou úpravou (obr.4). Je nutno přihlédnout k tomu, že některé elektricky izolační materiály (např. azbest, dřevo i některé plasty) mohou uvolňovat korozně aktivní látky, které vyvolávají korozi kovových materiálů.
Obr. 3 Příklady zamezení vzniku makročlánků
21
Obr. 4 Koroze svarového a nýtového spoje při nestejné korozní odolnosti základního materiálu a spoje /a - anoda, k – katoda/.
Reakce na povrchu kovu ovlivňuje též vzájemný pohyb předmětu a prostředí. Mírné proudění bývá obvykle příznivé, neboť zabraňuje usazování nečistot a sedimentů a tím
nerovnoměrnému napadání kovů.
Místní prudké zvýšení rychlosti proudění je škodlivé, neboť turbulentní proudění odstraňuje tuhé korozní produkty, působí na povrchovou ochranu a vyvolává vznik makročlánků. Podobný účinek rychlosti proudění je na intenzitu erozivního a kavitačního opotřebení. V konstrukci se proto nemají vyskytovat místa, kde dochází
k
zvyšování
rychlosti
proudění
nebo
prudkým změnám toku (obr.5).
Obr. 5 Konstrukční řešení ohybů potrubí /a-nevhodné, b – vhodné/
Tvar navrhovaných těles má být takový, aby plocha povrchu vystaveného koroznímu prostředí byla co nejmenší. Z hlediska technologičnosti jsou vhodné hladké a přístupné plochy, je třeba zamezit ostrým hranám na nichž se udrží jen slabá vrstva povlaku.
Na znehodnocování materiálu korozí mají značný vliv jednotlivé výrobní operace a technologie, kterými je materiál zpracováván. Strojírenské operace mohou pozměnit
22
strukturu kovu, který přichází do strojírenské výroby ve formě odlitků, výkovků a vývalků, takže materiál předmětu může mít odlišné vlastnosti (i korozní) než měl polotovar. Nejčastěji k takovému ovlivnění dochází při svařování. Zvýšenou pozornost je proto třeba věnovat umístění svarů, jejich typu a způsobům svařování, které vyplývají z konstrukce předmětu a žíhání k odstranění vnitřního pnutí po svařování. Použitím svařovacího materiálu stejného složení jako základní materiál se zabrání vzniku makročlánku, stejně jako minimalizací tepelného ovlivnění. Při posuzování tvaru součástí je nutno přihlížet k tomu, zda při jejich výrobě nebude tvářením, tepelným zpracováním a svařováním vyvoláno vnitřní pnutí, které by mohlo nepříznivě působit na korozi. Povrchová vnitřní pnutí mohou být vyvolána i operacemi třískového obrábění (tupé nástroje, zanesené brusné kotouče) nebo operacemi montážními (rovnání). Drsnost, struktura a znečistění povrchu ovlivňují korozní odolnost materiálu a při nerovnoměrném rozložení po povrchu mohou být příčinou vzniku makročlánků. Z hlediska korozní odolnosti jsou vhodnější technologie obrábění, jež zanechávají povrch s nejmenší drsností. S tímto souvisí i nevhodnost tuhých korozních produktů např. okují, vzniklých při tepelném zpracování a tváření za tepla na povrchu předmětů.
2.3.1
Příprava povrchu před aplikací ochranných nátěrů
Vhodnou přípravou povrchu zajišťujeme dostatečnou přilnavost konečných povlaků, stejnoměrný vzhled výsledné úpravy i její dobrou odolnost proti korozi nebo opotřebení. Úprava povrchu je obvykle dvoustupňová a rozděluje se na dvě základní skupiny pracovních operací: • mechanické úpravy povrchu • chemické úpravy povrchu Takto se postupně plní dva základní požadavky na předběžné úpravy kovů: • příprava určité požadované mikrostruktury resp. mikrogeometrie a kvality povrchu • zajištění požadované čistoty povrchu Volba a provedení způsobu předběžných úprav se řídí druhem následující povrchové úpravy a jejím účelem. Kvalita přípravy povrchu rozhoduje často o úspěchu či 23
nezdaru dalších prací. V některých případech se operace předběžných úprav povrchů mohou vyskytovat i jako konečné úpravy povrchu výrobků. (Kraus, 2000). Úprava povrchu před nanášením ochranného povlaku v sobě zahrnuje celou řadu operací, které v sobě zahrnují:
odstraňování: •
okují vzniklých při tepelném zpracování oceli
•
prachu
•
rzi vznikající při korozních procesech
•
mastnoty, původu živočišného, rostlinného nebo minerálního
•
starých nátěrů a nečistot různého původu
stabilizaci zbytků rzi pro snížení jejich záporného vlivu na jakost povrchové ochrany
vytváření vrstev zvyšující jakost a ochrannou účinnost nátěru, např. fosfátových a chromátových Rozdělení jednotlivých metod úprav povrchu:
mechanické odstraňování okují, rzi a nečistot čištění vysokotlakou vodou a párou čištění plamenem odmašťování moření čištění odrezovači a stabilizátory koroze chromátování fosfátování (Ščerbejová, 1993) 2.3.2
Problematika předúpravy povrchu Příprava povrchu materiálu je jedním ze základních faktorů významně ovlivňujícím
kvalitu a životnost následné povrchové úpravy. Nedostatečná příprava povrchu materiálu se nemusí projevit hned po aplikaci povrchové úpravy, ale až po určité době, kdy dojde k porušení celistvosti povrchové úpravy. Do přípravy povrchu materiálu řadíme technologické procesy, nazývané předběžné úpravy povrchu, nebo též předúpravy. Tyto procesy vedou ke zkvalitnění podmínek, požadované jakosti a kvality povrchu pro následnou povrchovou úpravu materiálu.Mezi
24
hlavní činitele ovlivňující kvalitu povrchové úpravy patří jakost povrchu hodnocená jednak stupněm drsnosti, jednak čistotou povrchu. Skutečný povrch kovu je prostředníkem mezi působením vnějších podmínek, kde vlastnosti a změny materiálu pod povrchem jsou významnými faktory působícími na celý proces interakce kovu s okolním prostředím.
2.3.3
Druhy a vazba nečistot k povrchu materiálů Z pohledu čistoty povrchu se snažíme o odstranění všech nečistot, tedy látek
nepříslušejících základnímu materiálu (jak cizích - ulpělých na povrchu materiálu, tak vlastních – vzniklých chemickou přeměnou základního materiálu a korozního prostředí). Získání kovového povrchu o vysoké čistotě je velmi obtížné. Je podmíněno neobyčejnou reaktivitou povrchových atomů, které se snaží slučovat se vším, co je v jejich bezprostřední blízkosti za vzniku oxidických filmů. Jen u ušlechtilých kovů jako je platina, zlato, se nevyskytuje za normální teploty oxidický film, ovšem ani u nich nelze zanedbat adsorpci kyslíku. Jinou příčinou znečistění mohou být například mastné kyseliny, které se na pečlivě očištěném povrchu šíří s neobyčejnou rychlostí. Nečistoty, které se musí v praxi z povrchu materiálu odstraňovat, jsou velmi různorodého charakteru, jak po stránce struktury, tak chemickém složení. Přesto mají nečistoty často společného jmenovatele a to mastnotu, jenž je hlavním pojivem mezi jednotlivými nečistotami navzájem i mezi nečistotami a základním materiálem.
Vazba nečistot ke kovovému povrchu má trojí charakter:
1) Vazba chemická Jedná se o vlastní nečistoty znečištěného materiálu, které ulpívají na povrchu materiálu v důsledku existující chemické vazby a jsou tedy k povrchu materiálu poutány chemisorpcí. Jsou to zplodiny, které vznikly chemickou přeměnou kovu při reakci s prostředím. Patří sem produkty tepelného zpracování – okuje, produkty vzniklé působením korozního prostředí – rez. Řadíme sem tedy směsi oxidů železa, vrstvy hydroxidů, uhličitanů a sulfidů.
25
2) Vazba adhezní Vlivem adheze lpí na kovovém povrchu prach nejrůznějšího druhu, např. kovové nečistoty (produkty mechanického opracování jako třísky a kovový prach), nerozpustné anorganické nečistoty (prach z ovzduší, grafit, brusiva, aj.). Jejich přilnavost je způsobena molekulárními silami. (Kraus, 2000).
3) Vazba adsorpční Vazebné síly adsorpce jsou mnohem silnější než adheze, ale slabší než chemická vazba. Adsorpční vazba se ve většině případů nevyskytuje u tuhých (krystalických) substancí, ale častěji u rozpuštěných látek a u kapalných a voskových substancí, které nejsou rozpustné ve vodě. Patří sem především zbytky mastných látek (konzervační látky, brusné a leštící pasty, chladící kapaliny, řezné oleje, oleje používané při tažení, součásti různých maziv). Nečistoty této povahy, tedy ulpívající na povrchu materiálu převážně fyzikálními silami, odstraňují se pomocí chemické úpravy povrchu, označované jako odmašťování. Příklad opticky vyleštěného „čistého“ povrchu polykrystalického vzorku je na (obr.6).
Obr. 6 Povrchové vrstvy na leštěném povrchu Na povrchu kovu ( p ) je vrstva směsi kovu oxidu a leštící pasty ( a ) – tloušťky 100 nm, dále oxidovaná vrstva ( b ) – tloušťky 10-100nm, dále absorbované tuky ( c ) - ve vrstvě tloušťky 2-5 nm a absorbované plyny, např. kyslík ( d ) – tloušťky 1 nm.
26
2.3.4
Detekce zbytkového zamaštění Jednou z nejdůležitějších operací nejvíce ovlivňujících čistotu povrchově
upravovaných součástí jsou předúpravy povrchu a to především operace odmašťování. Nedokonalá technologie předúpravy povrchu a to především odmašťování způsobuje však podstatné závady a chyby povrchových úprav a proto je důležité umět přesně a pohotově změřit čistotu povrchu. Pro stanovení čistoty upravovaných součástí existuje řada metod. Metody pro stanovení čistoty povrchu či čistící schopnosti používaných způsobů a přípravků čištění je možno rozdělit na metody přímé a metody nepřímé. Přímé metody slouží k detekci zamaštění přímo na součástech. Nepřímé metody využívají možnosti detekce nečistoty pomocí použitého kontrolního rozpouštědla, které extrahuje podíl znečisťujících látek z povrchu sledované součásti a podíl znečištění se následně analyzuje z rozpouštědla. V současné době je na trhu k dispozici
optické snímací zařízení vyrobené
slovenskou firmou Lames s.r.o. pro měřením zamaštění resp. čistoty povrchu pracujícím na impulsním fluorescenčním principu. Metodika přímé kontroly zamaštění je založená na luminiscenci některých kontaminujících látek při osvícení ultrafialovým světlem příslušné vlnové délky. Povrch součásti je osvětlován přesně definovaným množstvím ultrafialového světla z UV lampy. Zdroj světla je synchronizovaný se snímací CCD kamerou, která kontinuálně snímá detekovanou plochu. Tato detekční metoda umožňuje zjistit množství a rozmístění i druh znečištění. Měření znečištění povrchu před povrchovou úpravou touto přímou metodou je zatím ojedinělé. Je to progresivní způsob, který v budoucnu najde využití v odmašťovacích linkách jako samostatná operace mezikontroly. Přínosy přímé metody detekce zamaštění: a) zabrání se vzniku vad povrchových úprav b) zvýší se kapacita výroby a zisk c) vyloučí se vlivy lidského faktoru d) optimalizuje se proces údržby a životnost odmašťovací lázně
27
Obr. 7 Celkový pohled na mobilní snímací hlavu přístroje pro detekci zamaštění
Obr. 8 Ukázka měření tloušťky vrstvy mastnoty přístrojem na reliefumince.
Měření znečištění povrchu touto impulsní fluorescenční metodou je progresivní způsob u kterého se předpokládá brzké využití jako důležitá samostatná operace kontroly na pracovištích povrchových úprav. (Kudláček, 2004)
Obr. 9 Optické snímací zařízení od firmy Lames s.r.o. 28
2.4 Ochrana proti korozi 2.4.1
Základní rozdělení ochranných povlaků:
1) Ochranné povlaky dlouhodobého charakteru 2) Ochranné povlaky krátkodobého charakteru (dočasná ochrana)
Ochranné povlaky dlouhodobého charakteru (Ščerbejová, 1993) Oxidické povlaky vzniklé: •
Chemickou oxidací – chemickou cestou se vytváří oxidická vrstva např. na hliníku.
•
Elektrochemickou oxidací – eloxování nejčastější povrchová ochrana hliníku.
Kovové povlaky •
Nanášené chemicky – nejpoužívanější chemické pokovování: mědění, niklování, chromování.
•
Nanášené elektrochemicky – neboli galvanické pokovování niklování, chromování, mědění, cínování, zinkování, kadmiování.
•
Nanášené tepelně – k základním technologiím, které využívají k nanášení kovového povlaku za tepla patří:
- pokovování ponorem v roztaveném kovu (zinkování, cínování, hliníkování, olovění)
- pokovování stříkáním roztaveného kovu (známé jako metalizace, nástřik hliník, zinek)
- pokovování difůzí – nejznámější je šerardování (zinkování), hliníkování, chromování
- pokovování odpařováním kovu ve vakuu Organické povlaky •
Nátěrové hmoty – nejrozšířenější způsob ochrany. Ochrana spočívá v izolaci od korozního prostředí.
•
Povlaky z práškových plastů.
29
Smalty Jedná se o vytváření křemičitých sklovitých povlaků na předmětech žárovým způsobem. Povlaky jsou tepelně i chemicky odolné pro silně agresivní prostředí, ale jsou křehké.
Ochranné povlaky krátkodobého charakteru Pojem krátkodobá (dočasná) ochrana proti korozi v sobě zahrnuje ochranu strojírenských výrobků během skladování. Tato ochrana je důležitým prostředkem proti atmosférické korozi. Prostředky dočasné povrchové ochrany jsou nejčastěji konzervační prostředky na bázi ropy, které chrání předmět bariérově, dokonalou izolací od vnějšího prostředí a inhibitory koroze. Mezi tyto ochranné prostředky patří:
Konzervační oleje. Konzervační vosky. Konzervační vazelíny. Konzervační nátěrové hmoty.
30
2.5 Současný stav v oblasti nátěrových hmot 2.5.1
Nátěrové hmoty Současná spotřeba nátěrových hmot na jednoho obyvatele v ČR je cca 17,5 kg a je
srovnatelná se spotřebou ve vyspělých evropských zemích. Nátěrové hmoty a ekologie je v současné době stále více diskutovatelný problém. Cesta k nátěrovým hmotám, které by nejméně zatěžovaly životní prostředí, je dosti složitá. Lze vymezit dvě cesty, jak se k tomuto cíli dostat. Jedna v oblasti formulace nátěrových hmot a druhá v oblasti jejich aplikacích.
V oblasti formulace nátěrových hmot spěje vývoj k modernějším druhům, jako jsou:
vodouředitelné a vodourozpustné nátěrové hmoty nátěrové hmoty s vysokým obsahem sušiny ( nad 80%) práškové nátěrové hmoty nátěrové hmoty s ekologicky vhodnými pigmenty jako náhrada za tzv. těžké kovy – Cr6+, Pb, Cd ….
Aplikace nátěrových hmot se orientuje na:
stříkání s ohřevem nátěrové hmoty nanášení v elektrostatickém poli bezvzduchové stříkání nanášení nátěrové hmoty elektroforézou urychlené způsoby vytvrzování nátěrových hmot pomocí ultrafialového záření, příp. elektronového záření
nanášení práškových nátěrových hmot elektrokinetickým způsobem nebo elektrostatickým způsobem, popř. fluidním nanášením (Chalupa, 1992)
Vodouředitelné nátěrové hmoty Ekologické důvody vedly v posledních desetiletích k širokému používání vodou
ředitelných nátěrových hmot. Stavebnictví bylo od počátku největším odběratelem vodou ředitelných nátěrových hmot. S postupem času našla tato pojiva i další uplatnění 31
v povrchové ochraně dřeva, kovových konstrukcí, ale i při velice náročných aplikacích jakými jsou nátěry automobilů.
Nátěrové hmoty s vysokým obsahem sušiny Mezi tuto skupinu lze přiřadit celou škálu nátěrových hmot pro nábytkářský průmysl. Jedná se o nátěrové hmoty na bázi nenasycených polyesterových pryskyřic, které se vytvrzují pomocí UV záření a kde se jako rozpouštědlo používá reaktivní minometní styren. V současné době se vyvíjí nové nátěrové hmoty vytvrzované UV zářením na bázi nových typů pryskyřic, kde jako reakční
rozpouštědlo jsou použity mono, di- nebo
trifunkční akrylátové monomery.
Práškové nátěrové hmoty Práškové nátěrové hmoty neobsahují žádná organická rozpouštědla a při vytvrzování, které probíhá adiční reakcí, se neuvolňují žádné těkavé látky.
Nátěrové hmoty s ekologicky vhodnými pigmenty Z ekologických důvodů byly též v posledních letech prováděny formulační změny zejména základních barev, které obsahovaly antikorozní pigmenty na bázi olova a šestimocného chromu. V současné době jsou již vyráběny základní barvy, které obsahují jiné antikorozní pigmenty, jako např. fosforečnan zinečnatý nebo organické inhibitory. (Chalupa,1992).
32
2.5.2
Jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty Jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty jsou nátěrové hmoty, které v sobě zahrnují,
jak složku základového tak vrchního nátěru. V současné době se jedná o novinku v oblasti používání nátěrových hmot k ochraně proti korozi. Na trhu se v současné době nachází již poměrně rozmanitá škála těchto nátěrových hmot a to jak v oblasti syntetických tak i vodou ředitelných nátěrových hmot. Tyto nátěrové hmoty, nacházejí uplatnění v celé škále odvětví průmyslu i v běžném životě. Používání jednovrstvých syntetických nátěrových hmot v převážné míře se jeví velice výhodné, a to jak v oblasti aplikace samotného nátěru, ekonomiky, tak v nemalé míře i v oblasti otázky ekologie, která je v současné době v oblasti nátěrových hmot velice diskutabilní a problematickou otázkou. Používání těchto nátěrových hmot z hlediska ekonomiky přináší zkrácení časů při aplikaci samotného nátěru, protože při použití běžného nátěrového systému (základový a vrchní nátěr), je zapotřebí při aplikaci časová prodleva určená k zaschnutí základového nátěru. Dále spotřeba ředidla určeného k výplachu aplikátoru nátěrového systému se podstatně sníží a to až na poloviční spotřebu.
Výhody v používání jednovrstvých nátěrových hmot se dají shrnout do těchto bodů:
nemusí se provádět podkladový (základní) nátěr použití ředidel (rozpouštědel) se sníží – výhoda ekonomická, ekologická zkrácení časů v sušících komorách zkrácení časů v oblasti manipulace s výrobky Nevýhody v používání jednovrstvých nátěrových hmot:
při aplikaci jedné vrstvy závisí tloušťka nátěru na sušině nátěrové hmoty, to klade zvýšené nároky na technologii nanášení a zároveň je tloušťka nátěru těmito faktory omezena
Jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty, lze z části zařadit i jako ekologické nátěrové hmoty, a to z pohledu použití množství rozpouštědel při samotné aplikaci oproti klasickému nátěrovému systému.
33
Nátěrové hmoty tohoto druhu, jsou novinkou v oblasti používání ochranných nátěrů tohoto druhu, a tak čas samotného používání těchto nátěrů ukáže, zda se jedná o kvalitní nátěry používané v oblasti ochrany proti korozi v porovnání
s užitím klasického
nátěrového systému.
2.5.3
Přehled syntetických jednovrstvých NH pro ochranu proti korozi V současné době je na trhu v oblasti syntetických jednovrstvých nátěrových hmot
k ochraně proti korozi již poměrně velký výběr.
Pokusím se z těchto nabízených
nátěrových hmot, které jsou k dostání na současném trhu s nátěrovými hmotami vytvořit přehled, který bude sloužit k orientaci ve výběru těchto specifických nátěrových hmot.
Přehled současné nabídky na trhu:
1.
BARVY A LAKY HOSTIVAŘ – Bal Slovakia, s.r.o.:
S 2131Z – BARVA NA
ŽELEZO, S 2141 FEST-B, S 2160 – HOSTAGRUND, S 2810 – FORMEX EXTRA, U 2160 – PRAGOPUR. 2.
COLORLAK, a.s: S 2139 - Syntetická pomalomatná.
3.
BALAKOM – Akzo Nobel Coatings CZ, a.s.: S 2177 - KOMPRIM 3 V 1 METALIC, S 2177 - SYNTALKYDF, S 2178 -KOMAPRIM PROFI.
4.
Výrobní družstvo DETECHA: SUPERKOV, SUPERFEST.
5.
BALAK, a.s.: S 2130 – TIXOBAL.
6.
ROKOSPOL, a.s.: RK 300 - ROKOSIL AKRYL.
7.
KOLOR CITY, s.r.o.: KH13.
34
2.6 Zkoušky ochranné účinnosti povrchových ochran 2.6.1
Zkoušky z oblasti koroze a ochrany proti korozi kovů: zkoušky korozní odolnosti kovů zkoušky ochranné účinnosti dlouhodobých povrchových ochran zkoušky ochranné účinnosti konzervačních prostředků
Podle způsobu provádění dělíme zkoušky na: laboratorní simulační – napodobují intenzitu a časový sled působení korozních činitelů
laboratorní zrychlené – jedná se o zkoušky při kterých je zesílená intenzita některých korozních činitelů (teplota, vlhkost, koncentrace chemické látky)
dlouhodobé – v atmosféře (ČSN ISO 8565), ve vodě, v půdě, ve specifických podmínkách
Zkoušky mohou být: normalizované – u těchto zkoušek je přesně stanoveno prostředí i časové působení, umožňují opakovatelnost experimentu a srovnání výsledků
nenormalizované – tyto zkoušky částečně simulují korozní prostředí, obyčejně je zesílena intenzita a zkrácený čas
Laboratorní zrychlené zkoušky ochranné účinnosti povrchových ochran Základem zrychlených zkoušek jsou normalizované zkoušky dle:
ČSN 67 3094 – laboratorní zkoušky ochranné účinnosti nátěrů na kovech. ČSN 67 3096, ČSN EN ISO 3231 – Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem SO2.
ČSN 03 8131 – korozní zkoušky v kondenzační komoře. ČSN 67 3092, ČSN EN ISO 7253 – Stanovení odolnosti v neutrální solné mlze NaCl.
35
2.6.2
Příprava vzorků k hodnocení ochranné účinnosti nátěrové hmoty rozměr zkušebního vzorku se volí: - 100 x 150 x 0,3-1 mm -
65 x 160 x 0,3-1 mm
zkušební vzorky se musí před zkoušením důkladně očistit drsnost povrchu nanesení povrchové ochrany (musí být provedeno podle požadavků, které jsou uvedeny v katalogovém listu)
stanovení hmotnosti vzorku (dle potřeby) označení vzorků provede se zkušební řez na hodnocení podkorodování 2.6.3
Hodnocení parametrů ochranné účinnosti nátěrové hmoty před zkouškou: 1. tloušťka nátěru ČSN EN ISO 2808 2. lesk ČSN 67 306, ČSN ISO 2813 3. barevný odstín ČSN 67 3067 4. přilnavost mřížková zkouška ČSN ISO 2409 5. odtrhová zkouška přilnavosti ČSN EN ISO 24624 6. odolnost při hloubení ČSN EN ISO 1520 7. odolnost v ohybu ČSN EN ISO 1519
v průběhu zkoušky (v intervalech 1,3,6,14,30 dnů) •
první
projevy
znehodnocení
(krupice,
ČSN 67 3088 •
změna lesku ČSN 67 306
•
změna barevného odstínu ČSN 67 3067
po zkoušce (30dnů) •
všechny uvedené parametry
•
porovnání s etalonem
36
puchýře,
prokorodování)
Hodnocení tloušťky nátěru ČSN EN ISO 2808 metody destruktivní – délková měřidla (mikroskopy, mikrometry, pasametry) metody nedestruktivní: •
pro magnetické kovové podklady – jedná se o přístroje na principu: magnetické indukce, vířivých proudů, magnetiké odtahové
•
pro nemagnetické – na principu vířivých proudů
Příklad: přístroj PERMASCOPE – pracuje na základě magnetické indukce, lze jím měřit nemagnetické povlaky na magnetickém podkladu.
Stanovení lesku ČSN 67 3063, ČSN ISO 2813 Lesk nátěru je dán schopností nátěru odrážet světelné paprsky, především k hodnocení ozdobně dekoračních vlastností.
Subjektivní metoda – hodnotíme kvalitu obrazu černobílé šachovnice v nátěru podle normy ČSN 67 3063 Stupeň hodnocení: 1 – obraz zcela kontrastní 2 – při jedné straně obraz rozostřený 3 – obraz je celý vidět, ale rozostřeně 4 – obraz je vidět jen z části a rozostřeně 5 – obraz není vidět
Objektivní metoda – pomocí leskoměru reflexní metodou, podle normy ČSN ISO 2813. Stanovení zrcadlového lesku nátěrů s obsahem kovových pigmentů s využitím reflexní geometrie při úhlech 20º, 60º, 85º. Výsledkem měření je naměřená jednotka lesku.
Stanovení změny barevného odstínu ČSN 67 3067 metody: • subjektivní – porovnáním se vzorkovnicí a slovně vyjádřenou změnou • objektivní – kolorimetrem
značení jednotlivých odstínů: •
1 – 1999
bílé – černé
•
2 – 2999
hnědé
37
•
3 – 3999
fialová
•
4 – 4999
modré
•
5 – 5999
zelené
•
6 – 6999
žlutá
•
7 – 7999
oranžové
•
8000 – 8999 červené
•
9000
metalíza
Při hodnocení změny barevného odstínu se slovně hodnotí změna vzhledem k etalonu (Dvořák, 2006).
Měření přilnavosti Mřížková zkouška ČSN ISO 2409 Provede se řez ve vzdálenosti dle tloušťky nátěru: •
pro tloušťku vrstvy do 60µm je vzdálenost jednotlivých řezů 1 mm
•
pro tloušťku vrstvy 60 – 120µm je vzdálenost jednotlivých řezů 2 mm
•
pro tloušťku vrstvy nad 121 – 250µm je vzdálenost jednotlivých řezů 3 mm
Řez se provede nožem s jedním nebo více břity. Pro hodnocení odtrhu se použije štětec nebo lepící páska. Hodnocení přilnavosti:
0 – řezy bez poškození 1 – poškození v překřížení do 15 % 2 – poškození podél řezů 5 – 15 % 3 – poškození 15 – 35 % 4 – poškození 35 – 65 % 5 – poškození větší než 65 %
Odtrhová zkouška přilnavosti ČSN EN ISO 24624 K nátěru se pomocí lepidla přilepí zkušební váleček. Lepidlo musí mít vyšší pevnost než je možná pevnost spoje povlak – podklad a nesmí vyvolávat změny ve hmotě nátěru. Po vytvrzení lepidla se ořezávacím nožem (nástrojem) pečlivě prořízne nátěr i vytvrzené lepidlo až na podklad podél celého obvodu zkušebního válečku. Kolem
38
zkušebního válečku se umístí podložka. Vzorek se umístí za zkušební váleček do zkušebního zařízení a za pomoci probíhající zvětšující odtahové síly až do okamžiku odtrhnutí zkušebního válečku od vzorku. Poté se ze stupnice na měřícím zařízení se odečte výsledné odtrhové napětí. Výsledkem zkoušky je napětí v tahu nutné k poškození nejslabšího rozhraní (adhezní porušení) nebo nejslabší složky (kohezní porušení) zkušební soustavy. Mohou nastat oba druhy porušení, adhezní/kohezní.
Odolnost při hloubení ČSN EN ISO 1520 Hloubením v Erichsenově přístroji
pozvolné vtlačování ocelové koule o průměru 20 mm do materiálu opatřeného nátěrem
výsledek měření je dán milimetry prohloubení plechu do porušení nátěru opakovaná měření by se neměla lišit o více něž 10% Odolnost v ohybu ČSN EN ISO 1519 vzorky se ohýbají přes trn o průměru 2,3,4,5,6,10,12,16,20,25,32mm o 180º výsledek je nejmenší průměr, na kterém nebyl vzorek porušen Prokorodování ČSN 67 3088 vznik puchýřů (puchýře menší než 1 mm – krupice) plocha zasažená puchýři v % faktory FB = A/B (průměrná vzdálenost / průměr) ČSN 67 3088 – objektivní metody vyhodnocování zkoušek ochranné účinnosti nátěrů na kovech.
Hodnocení degradace nátěrů ČSN EN ISO 4628-2 Hodnotí se velikost puchýřků pomocí obrázkových standardů. Pokud se na zkoušené ploše vyskytují puchýřky různých velikostí, zahrnuje se do hodnocení jejich velikosti ty puchýřky, které jsou typické pro zkoušenou plochu.
39
3
MATERIÁL A METODY ZKOUŠEK Hodnocení ochranné účinnosti povrchových ochran v laboratorních podmínkách
budu provádět podle norem:
ČSN 67 3092, ČSN EN ISO 7253 – Stanovení odolnosti v neutrální solné mlze NaCl.
ČSN 67 3096, ČSN EN ISO 3231– Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem SO2.
1) Při průběžné expozici vzorků v kondenzační komoře s NaCl. 2) Při cyklické expozici vzorků v kondenzační komoře s SO2. Základem zrychlených zkoušek ke zkoušení odolnosti kovů a povrchových ochran proti negativním vlivům atmosféry je korozní zkouška v mlze neutrálního roztoku NaCl a odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem SO2. Výsledky těchto zkoušek lze využít k hodnocení korozní odolnosti a k návrhu povrchových ochran pro daná specifická prostředí.
Kondenzační komora s NaCl Komora se solnou mlhou je vyrobena z laminátu a má tvar čtyřbokého hranolu o vnitřních rozměrech 810 x 500 x 600 mm. Dávka roztoku NaCl o koncentraci (50 ±5) g/l a hodnotě pH (6,5 až 7,2) je automaticky nastavena na 0,5 l·h-1. Teplota v komoře je nastavena a udržována na hodnotě (35±2)ºC. Průměrná spotřeba demineralizované vody se pohybuje mezi (80 – 120)ml·h-1. Vzorky jsou ukládány v prostoru komory na pryžových držácích tak, aby se navzájem nedotýkaly.
Kontinuální zkouška vzorků v komoře s NaCl probíhá nepřetržitě po dobu 720 1000 hodin (30-42 dnů). Vzorky během kontinuální zkoušky se z komory nevyjímají. Během předepsané zkušební doby nesmí být porušeno rozprašování. Připouští se krátké otevření komory při doplňování zásobníku zkušebního roztoku, pokud toto doplňování nelze provést mimo komoru. Při vizuální kontrole se komora smí otevřít jen na krátkou dobu, přičemž nesmí dojít ke změně polohy vzorku. Na konci zkoušky se vzorky vyjmou z komory a před oplachem se nechají 0,5 až 1 hodinu uschnout, aby se snížilo nebezpečí korozních zplodin. Před kontrolou se z povrchu vzorků pečlivě odstraní zbytky rozprášeného roztoku. 40
Kondenzační komora s SO2 Je vyrobena z laminátu o vnitřních rozměrech 745x505x770 mm. Zkouška za přítomnosti SO2 cyklický režim po 24 hodinách. Na počátku cyklu se dávkuje 0,2 nebo (1) l SO2 a 2 ± 0,2 litru vody do vaničky a to při 100 % relativní vlhkosti. Teplota v komoře je udržována na hodnotě 40 ± 3 ºC. Za těchto podmínek jsou vzorky ponechány v komoře po dobu 8 hodin. Po uplynutí této doby se komora odvětrá a vzorky jsou ponechány v laboratorních podmínkách a to po dobu 16 hodin. Poté se celý cyklus opakuje. Cyklická zkouška v kondenzační komoře s SO2 probíhá po dobu 720 -1000 hodin (30-42 dnů). Během této doby nesmí být porušeno dávkování a podmínky stanovené normou pro tuto zkoušku. Na konci zkoušky se vzorky vyjmou z komory a před oplachem se nechají 0,5 až 1 hodinu uschnout, aby se snížilo nebezpečí korozních zplodin. Před kontrolou se z povrchu vzorků pečlivě odstraní zbytky rozprášeného roztoku.
3.1 Parametry vybraných nátěrových hmot Ke zkouškám byly vybrány jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty doporučené výrobcem k nátěrům ocelových zařízení a konstrukcí pro venkovní i vnitřní prostředí s dobrou odolností vůči účinkům povětrnosti. S 2160 HOSTAGRUND, S 2141 FEST – B, S 2131Z Na ŽELEZO. Pro porovnání korozní účinnosti těchto vybraných nátěrových hmot, byl vybrán dvouvrstvý syntetický nátěrový systém S 2000 PRAGOPRIMER, S 2013 INDUSTROL. Cílem zkoušek bylo porovnání korozní odolnosti nátěrových hmot při expozici vzorků v kondenzačních komorách s NaCl a SO2.
41
Charakteristika vybraných nátěrových hmot: Tab. 1 Katalogový list nátěrové hmoty S2160 HOSTAGRUND
S 2160 HOSTAGRUND Barva syntetická jednovrstevná antikorozní Složení
Disperze pigmentů, plniv a antikorozních látek v rostoku modifikovaných pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv.
Použití Nanášení
Barva je určena pro nátěry oceli, dřeva, betonu. Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S 6005. Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch.
Příklad
1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2160 HOSTAGRUND, tak aby výs. tloušťka
nátěrového suchého nátěrového filmu byla nejméně 100 µm. Případná aplikace další postupu
Vlastnosti
vrstvy nátěru po zaschnutí předešlé vrstvy (nejdříve po 4 h). Lesk
4−5
Odolost hloubením
−
Přilnavost
1
Odolnost při ohybu
−
Kryvost
1
nátěru Zasychání
4 h, úplné 24h.
Bezpečnost Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. práce
Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí.
Tab. 2 Katalogový list nátěrové hmoty S2141 FEST - B
S2141 FEST – B Barva syntetická jednovrstevná antikorozní Složení
Disperze pigmentů, plniv a antikorozních látek v roztoku modifikovaných pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv.
Použití Nanášení
Barva je určena pro nátěry oceli. Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S6001 a S 6006. Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch.
Příklad
1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2141 FEST - B, tak aby výs. tloušťka
nátěrového suchého nátěrového filmu byla nejméně 50 µm. Případná aplikace další postupu
vrstvy nátěru (nejdříve po 3 h). Lesk
Vlastnosti
4−5
Odolost hloubením
−
Přilnavost
−
Odolnost při ohybu
−
Zasychání
3 h, úplné 24h.
Kryvost
−
nátěru
Bezpečnost Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. práce
Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí.
42
Tab. 3 Katalogový list nátěrové hmoty S 2131Z NA ŽELEZO
S 2131Z Na ŽELEZO Barva syntetická jednovrstevná antikorozní Složení Použití Nanášení
Disperze pigmentů a plnidel v roztocích alkydových pryskyřic v organických rozpouštědlech s přídavkem sušidel a aditiv. Barva je určena pro nátěry oceli, železa. Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S6006 a S 6005. Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch.
Příklad
1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2131Z Na ŽELEZO, tak aby výs. tloušťka
nátěrového suchého nátěrového filmu byla nejméně 60 - 80 µm. Případná aplikace další postupu
Vlastnosti
vrstvy nátěru (nejdříve po 2 h). Lesk
−
Odolost hloubením
−
Přilnavost
−
Odolnost při ohybu
−
Zasychání
2 h, úplné 24h.
Kryvost
−
nátěru
Bezpečnost Obsahuje organická rozpouštědla. Hořlavý, zdraví škodlivý. práce
Nebezpečný pro životní prostředí.
Tab. 4 Katalogový list nátěrové hmoty S 2000 PRAGOPRIMER
S 2000 PRAGOPRIMER Barva syntetická základní antikorozní Složení Použití Nanášení
Disperze pigmentů, plnidel a antikorozních pigmentů v syntetickém pojivu. Universální základová barva s vynikajícími antikorozními vlastnostmi. Barva je určena pro nátěry oceli, litiny a dřeva. Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S6006 a S 6001. Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch.
Příklad
1-2x nátěr (nástřik) barvou S 2000 PRAGOPRIMER, tak aby výs. tloušťka
nátěrového suchého nátěrového filmu byla nejméně 25 - 30 µm. Případná aplikace další postupu
vrstvy nátěru (nejdříve po 24 h). Lesk
Vlastnosti
4-5
Odolost hloubením
−
Přilnavost
0
Odolnost při ohybu
−
Zasychání
úplné 24h.
nátěru
Kryvost
Bezpečnost Obsahuje organické rozpouštědlo xylen. Hořlavý, zdraví škodlivý. práce
Obsahuje butanonoxim. Nebezpečný pro životní prostředí.
43
1-2
Tab. 5 Katalogový list nátěrové hmoty S 2013 INDUSTROL
S 2013 INDUSTROL Email syntetický lesklý Složení Použití Nanášení
Disperze anorganických a organických pigmentů v roztoku alkydových pryskyřic v organických rozpouštědlech. Barva je určena pro nátěry oceli, litiny, lehkých kovů a dřeva. Štětcem, stříkáním. Ředí se ředidlem S6006 a S 6001. Nanáší se na očištěný, odmaštěný a suchý povrch.
Příklad
1. 1x barva
S 2000 PRAGOPRIMER nebo S 2003 FORMEX , S 2035
nátěrového PRAGOPRIMER EXTRA. postupu
2. 1 - 2x email S 2013 INDUSTROL. Lesk
Vlastnosti
1-2
Přilnavost
0
Zasychání
úplné 24h.
nátěru
Obsahuje
benzínovou
Bezpečnost hydrogenový benzín. práce
Odolost hloubením
6 mm
Odolnost při ohybu - trn
2 mm
Kryvost
2-3
frakci, Hořlavý,
hydrogenovou zdraví
Nebezpečný pro životní prostředí.
44
těžkou
škodlivý.Obsahuje
a
nízkovroucí butanonoxim.
3.2 Příprava vzorků Pro laboratorní zkoušky byly připraveny vzorky těchto parametrů:
materiál – ocel tř.11 rozměry – 65 x 160 x 1 mm předúpravy povrchu - mechanické odstranění nečistot, odmaštění v přípravku Perchloretylen
nanášení nátěrové hmoty podle katalogových listů – stříkáním vzduchovou pistolí
označení vzorků Stolový box pro nanášení NH V laboratoři umístěn stolový box pro nanášení tekutých nátěrových hmot se suchým odlučovacím systémem. Třístupňový suchý filtrační systém boxu slouží s vysokou účinností (více jak 99,5%) k zachycování kapalných a pevných částic přestřiků NH ze vzduchu, který je odsáván z pracovního prostoru boxu a odváděn poté do okolního prostředí. Jednotky s aktivním uhlím, umístěné přímo v zadním dílu boxu, zachycují plynné emise do takové míry, aby byly splněny emisní limity povolené Zákonem o ochraně ovzduší před znečisťujícími látkami č. 211/1994 Sb. NH jsou v boxu nanášeny klasickou stříkací technologií.
Obr. 10 Stolový box pro nanášení tekutých nátěrových hmot
45
3.3 Metodika zkoušek 1) V komoře s mlhou neutrálního roztoku NaCl (solnou mlhou) je udržována teplota (35±2) ºC a na vzorky je rozprašován roztok NaCl o koncentraci 50±5 g·l-1. - nepřetržitý provoz
Obr. 11 Komora se solnou mlhou 2) V komoře za přítomnosti SO2 – cyklický režim po 24 hodinách. Na počátku cyklu se dávkuje 0,2 nebo (1) l SO2 a 2 ± 0,2 l vody do vaničky, teplota v komoře je udržována na hodnotě (40±3) °C po dobu 8 hodin a to při 100% relativní vlhkosti. Poté je prostor komory odvětrán a vzorky jsou ponechány v laboratorních podmínkách. - cyklický režim
Obr. 12 Komora s obsahem SO2
46
3.4 Hodnocení vzorků Vzorky byly hodnoceny: před zkouškou - tloušťka nátěru (ČSN EN ISO 2808) - barevný odstín (ČSN 67 3067) - lesk (ČSN 67 3063) - přilnavost mřížková zkouška ČSN ISO 2409 - odolnost při hloubení ČSN EN ISO 1520 - odolnost v ohybu ČSN EN ISO 1519
v průběhu zkoušky
- (v intervalech 1,3,7,14 dnů) - projevy znehodnocení povrchu korozí (krupice, puchýře, prokorodování) ČSN 67 303
po zkoušce
po 30 ti dnech …720h (interval dle norem pro solnou mlhu) po 30 ti dnech….720h (interval dle norem pro SO2) - hodnocení degradace nátěru (ČSN EN ISO 4628 - 2) - přilnavost mřížkovou metodou (ČSN ISO 2409) - odolnost hloubením (ČSN EN ISO 1520) - odolnost v ohybu (ČSN EN ISO 1519) - změna barevného odstínu (ČSN 67 3067) - změna lesku (ČSN 67 3063)
47
4
ODZKOUŠENÍ NAVRŽENÉ METODIKY
4.1 Parametry vzorků před zkouškou 4.1.1
Tloušťka nátěru Z připravených vzorků jednotlivých testovaných barev bylo vybráno 12 vzorků
etalonu, od každé z testovaných barev. Na každém z nich jsem provedl 10 nahodilých měření tloušťky nátěru. Z těchto měření jsem vypočítal aritmetický průměr, který je považován za reprezentující tloušťku na vzorcích po aplikaci nátěru dané testované barvy. K měření byl použit přístroj PERMASCOPE. Zkouška odpovídá ČSN EN ISO 2808.
Obr. 13 Přístroj na měření tloušťky nátěru
Z provedeného kontrolního měření tloušťky nátěru na jednotlivých vzorcích testovaných barev vyplývá, že byla dodržena tloušťka nátěru na všech testovaných vzorcích a odpovídá požadavkům výrobce, které jsou uvedeny v katalogových listech jednotlivých barev. Výsledky měření tloušťky nátěru jsou prezentovány v (tab.6). Ostatní, výše uváděné parametry, jsou zahrnuty do tabulek v části 5.3 pod označením ETALON.
48
Tab. 6 Tloušťky jednotlivých testovaných nátěrů S 2141 Vzorek č.
S 2160
S 2131Z
S 2000 + 2013
Etalon
Etalon
Etalon
Etalon
Průměrná
Průměrná
Průměrná
Průměrná
tl. [µm]
tl. [µm]
tl. [µm]
tl. [µm]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
135,9 130,7 131,3 127,8 133,6 126 130 134,1 139,8 134,7 138,5
122,3 121,1 128,2 146,9 127,4 135,7 122,1 106,6 117,2 123,9 113,7
172,8 160 177,4 164,4 152,3 167,8 160 157,5 158,6 167,8 172,2
119 133,3 118,6 129 125,7 119,1 122,5 118 118 123,7 132,1
12
123,4
118,3
162
135,6
X
132,15
123,62
164,4
124,55
Směrodatná odchylka
5,51
9,11
6,11
7,81
4.2 Parametry vzorků v průběhu zkoušky V průběhu zkoušky, tj. ( v intervalu 1, 3, 7, 14 dnů) od zahájení, byly vyhodnoceny projevy znehodnocení povrchu korozí (krupice, puchýře) dle ČSN EN ISO 4628 – 2.
Výsledky vyhodnocení První den kontroly u vzorků v komoře s NaCl nedošlo u žádných testovaných vzorků ke změně sledovaných faktorů znehodnocení (obr.14). A taktéž v komoře s SO2 nedošlo u žádných z testovaných vzorků ke změně sledovaných faktorů (obr.15) .
Obr. 14 Vzorky v komoře s NaCl
49
Obr. 15 Vzorky v komoře s SO2 Třetí den kontroly u vzorků v komoře s NaCl i v komoře s SO2 nenastala u žádných testovaných vzorků změna sledovaných faktorů.
Sedmý den kontroly v komoře s NaCl nedošlo k poškození na žádných testovaných vzorcích. V komoře s SO2 došlo k porušení povrchu nátěru, a to u vzorků na kterých byla aplikovaná barva S 2131Z NA ŽELEZO. Znehodnocení povrchu nátěru se projevilo vytvořením pomerančové struktury (obr. 22) na povrchu takto ošetřených vzorků.
Obr. 16 Výsledek zkoušky po 7 dnech v SO2 vzorek S 2131Z NA ŽELEZO. 50
Čtrnáctý den kontroly v komoře s NaCl u vzorků s nátěrem S 2141 FEST – B došlo k poškození plochy vznikem pluchýřů o průměru 5 mm na okrajích vzorku (hodnoceno 2 mm od okraje). Na rubové straně vzorků došlo k poškození povrchu a to z 40 % malými puchýřky o průměru 1 mm. Na této rubové straně dosahovala tloušťka nátěru poloviny tloušťky lícové strany, což svědčí o nutnosti dodržení tloušťky aplikovaného nátěru, který je předepsán výrobcem v katalogových listech příslušného nátěru. U ostatních vzorků ke změně sledovaných parametrů nedošlo. V komoře s SO2 k žádným změnám u testovaných vzorků nedošlo, na vzorcích S 2131Z NA ŽELEZO k žádné výrazné změně od poslední kontroly nedošlo .
Obr. 17 Vzorky nátěru S 2141 FEST – B po 14 dnech
51
4.3 Parametry vzorků po zkoušce Po zkoušce, tj. po 30ti dnech (720 hodinách) od zahájení byly vyhodnoceny korozí změny, tloušťka nátěru, přilnavost, odolnost při hloubení, odolnost v ohybu, změna lesku a barevného odstínu.
4.3.1
Hodnocení korozních změn Při hodnocení korozních změn jsem sledoval zasažení povrchu vzorku korozí
(vznik krupice, puchýřů, prokorodování) a jeho velikost. Hodnocení jsem provedl podle normy ČSN EN ISO 4628-2.
Výsledky hodnocení Z proběhlých zkoušek vyplývá, že při kontinuální expozici vzorků v komoře s NaCl u některých testovaných vzorků došlo ke koroznímu poškození a to ve formě puchýřků. U vzorků které byly podrobeny cyklické zkoušce v komoře s SO2 k žádnému koroznímu poškození nedošlo, pouze u vzorků na kterých byla aplikovaná nátěrová hmota S 2131Z NA ŽELEZO došlo k poškození povrchu vzorků ve formě pomerančové struktury.
S 2160 HOSTAGRUND Komora NaCl – Vzorky bez korozního poškození. Komora SO2 – Vzorky bez korozního poškození.
Obr. 18 S 2160 HOSTAGRUND 52
S2141 FEST – B Komora NaCl – Plocha vzorků poškozena po okrajích puchýřky o průměru 5 mm. Komora SO2 – Vzorky bez korozního poškození.
Obr. 19 S2141 FEST – B
S 2131Z NA ŽELEZO Komora NaCl – Plocha vzorků poškozena po okrajích puchýřky o průměru 3 mm. Komora SO2 – Vzorky bez korozního poškození.
Obr. 20 S 2131Z NA ŽELEZO
53
S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL Komora NaCl – Plocha vzorků po okraji zasažena puchýřky o průměru 1mm. Komora SO2 – Vzorky bez korozního poškození.
Obr. 21 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL
4.3.2
Hodnocení přilnavosti Přilnavost nátěru patří k základním parametrům charakterizující ochrannou
účinnost nátěru. Při špatné přilnavosti dochází k odlupování a ke vzniku koroze pod nátěrem. Přilnavost lze zvýšit předúpravou povrchu (řádným odmaštěním, dodržením požadované drsnosti povrchu). Přilnavost byla hodnocena mřížkovou zkouškou dle ČSN ISO 2409. Vzdálenost jednotlivých řezů na vzorkách byla zvolena 3 mm.
Výsledky vyhodnocení Přilnavost mřížkovou zkouškou u všech testovaných nátěrů na vzorcích etanolu tj. před zkouškou dosahovala stupně poškození 0, tj bez poškození (tab. 7).
Tab. 7 Hodnocení přilnavosti S 2160
S 2141
S 2131Z
S 2000 + 2013
[stupeň]
[stupeň]
[stupeň]
[stupeň]
Etalon NaCl
0 5
0 4
0 1
0 2
SO2
5
4
5
1
Vzorek
54
S 2160 HOSTAGRUND Komora NaCl – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 5. Komora SO2 – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 5.
Obr. 22 S 2160 HOSTAGRUND – mřížková zkouška
S2141 FEST – B Komora NaCl – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 4. Komora SO2 – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 4.
Obr. 23 S2141 FEST – B – mřížková zkouška
55
S 2131Z NA ŽELEZO Komora NaCl – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 2. Komora SO2 – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 5.
Obr. 24 S 2131Z NA ŽELEZO – mřížková zkouška
S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL Komora NaCl – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 1. Komora SO2 – Přilnavost se na vzorcích snížila na stupeň přilnavosti 1.
Obr. 25 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL – mřížková zkouška
56
4.3.3
Hodnocení odolnosti při hloubení Tato metoda hodnotí odolnost nátěru proti praskání nebo odloupnutí od kovového
podkladu po vystavení postupné deformaci. Odolnost byla stanovena hloubením v Erichsenově přístroji dle ČSN EN ISO 1520. Výsledkem měření je hodnota odečtená na ukazateli velikosti zahloubení (přesnost 0,1mm) po porušení nátěru při postupné deformaci.
Obr. 26 Erichsenův přístroj
Výsledky zkoušek Před zkouškou byla odolnost v hloubení u etanolů 5 mm bez poškození. Pouze u etanolů na kterých byla aplikovaná barva S 2160 HOSTAGRUND dosahovala odolnost v hloubení pouze 3,4 mm. To značí, že tato nátěrová hmota je poměrně křehká. Výsledky zkoušek jsou prezentovány (tab. 8).
Tab. 8 Hodnocení tažnosti S 2160
S 2141
S 2131Z
S 2000 + 2013
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
Etalon NaCl
3,4 0,5
5 0,6
5 5
5 4
SO2
0,3
2,3
5
5
Vzorek
57
S 2160 HOSTAGRUND Komora NaCl – Odolnost hloubením se u vzorků snížila na 0,5 mm. Komora SO2 – Odolnost hloubením se u vzorků snížila na 0,3 mm.
Obr. 27 S 2160 HOSTAGRUND – zkouška hloubením
S2141 FEST – B Komora NaCl – Odolnost hloubením se u vzorků snížila na 0,6 mm. Komora SO2 – Odolnost hloubením se u vzorků snížila na 2,3 mm.
Obr. 28 S2141 FEST – B – zkouška hloubením
58
S 2131Z NA ŽELEZO Komora NaCl – Odolnost hloubením se u vzorků nezměnila. Komora SO2 – Odolnost hloubením se u vzorků nezměnila.
Obr. 29 S 2131Z NA ŽELEZO – zkouška hloubením
S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL Komora NaCl – Odolnost hloubením se u vzorků snížila na 4 mm. Komora SO2 – Odolnost hloubením se u vzorků nezměnila.
Obr. 30 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL – zkouška hloubením
59
4.3.4
Hodnocení odolnosti v ohybu Tato zkouška hodnotí odolnost nátěru vůči praskání nebo uvolňování od kovového
podkladu při ohybu přes válcový trn. Vzorky byly ohýbány přes náhodně zvolený trn Ø 32 mm. Pokud nedocházelo k porušení nátěrového systému, tak jsem vyzkoušel ohyb přes trn Ø 5 mm, který byl téměř nejmenším průměrem v této sadě. Podle projevu poškození jsem usuzoval pro jednotlivé zkoušené vzorky průměr válečku, u kterého by k poškození nedošlo. Zkouška odpovídá
ČSN EN ISO1519.
Obr. 31 Měření odolnosti v ohybu
Vyhodnocení zkoušky Z provedených zkoušek vyplývá, že u vzorků
které byly podrobeny průběžné
expozici v NaCl se odolnost v ohybu snížila. Pouze u vzorků na kterých byla aplikována nátěrová hmota S 2131Z NA ŽELEZO se odolnost v ohybu nezměnila. Vzorky které byly podrobeny cyklické expozici v SO2 se odolnost v ohybu u vzorků nezměnila, pouze vzorků na kterých byla aplikována nátěrová hmota S 2160 HOSTAGRUND.
Tab. 9 Hodnocení odolnosti v ohybu S 2160
S 2141
S 2131Z
S 2000 + 2013
[Ø v mm]
[Ø v mm]
[Ø v mm]
[Ø v mm]
Etalon NaCl
>6 < 32
>5 <6
>5 >5
>6 <6
SO2
<7
>5
>5
>6
Vzorek
60
S 2160 HOSTAGRUND Komora NaCl – U vzorků došlo ke snížení odolnosti v ohybu. Komora SO2 – U vzorků došlo ke snížení odolnosti v ohybu.
Obr. 32 S 2160 HOSTAGRUND – zkouška odolnosti v ohybu
S2141 FEST – B Komora NaCl – U vzorků došlo ke snížení odolnosti v ohybu. Komora SO2 – U vzorků ke snížení nedošlo.
Obr. 33 S2141 FEST – B – zkouška odolnosti v ohybu Pozn.: Znaménko > znamená, že na daném ø není vzorek porušen a předpokládá se větší odolnost v ohybu. 61
S 2131Z NA ŽELEZO Komora NaCl – U vzorků ke snížení odolnosti v ohybu nedošlo. Komora SO2 – U vzorků ke snížení odolnosti v ohybu nedošlo.
Obr. 34 S 2131Z NA ŽELEZO – zkouška odolnosti v ohybu
S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL Komora NaCl – U vzorků došlo ke snížení odolnosti v ohybu, snížení souvisí s korozním poškozením, které vzniklo po okrajích vzorků.
Komora SO2 – U vzorků ke snížení odolnosti v ohybu nedošlo.
Obr. 35 S 2000 + S2013 INDUSTROL – zkouška odolnosti v ohybu
62
4.3.5
Hodnocení lesku Lesk byl hodnocen podle kvality odrazu černobílé šachovnice v nátěru. Zkouška
odpovídá ČSN 67 306.
Tab. 10 Hodnocení lesku S 2160
S 2141
S 2131Z
S 2000 + 2013
[stupeň]
[stupeň]
[stupeň]
[stupeň]
Etalon NaCl
5 5
5 5
1 3
1 1
SO2
5
5
5
1
Vzorek
4.3.6
Hodnocení barevného odstínu Barevný odstín byl stanoven dle ČSN 67 3067. Hodnocení barevného odstínu jsem provedl vizuálně (subjektivní) srovnávací
metodou u etalonu pomocí vzorníků. Vzorky po průběžné expozici v NaCl a cyklické expozici v SO2 jsem vizuálně porovnal s etalonem. Jako osvětlení jsem použil nepřímé rozptýlené denní světlo. Po provedení zkoušek došlo u vzorků průběžné expozice v NaCl a cyklické expozice vzorků v SO2 k zesvětlení barevného odstínu v porovnání z etalonem.
Tab. 11 Hodnocení barevného odstínu S 2160
S 2141
S 2131Z
S 2000 + 2013
[-]
[-]
[-]
[-]
Etalon NaCl
0110 světlejší
0199 světlejší
4400 světlejší
4550 světlejší
SO2
světlejší
světlejší
světlejší
světlejší
Vzorek
63
4.4 Celkové vyhodnocení S 2160 HOSTAGRUND
Tab. 12 S 2160 HOSTAGRUND – Celkové vyhodnocení
Hodnocené parametry Vzorek
Přilnavost
Tažnost
Odolnost v ohybu
Barevný odstín
Lesk
[stupeň]
[mm]
[Ø v mm]
[-]
[stupeň]
Etalon NaCl
0 4
3,4 0,5
>6 < 32
0110 světlejší
5 5
SO2
4
0,3
<6
světlejší
5
Z výsledků vyplývajících z jednotlivých provedených měření vyplívá, že u vzorků, které byly podrobeny jak průběžné expozici v NaCl, tak cyklické expozici v SO2 došlo k podstatným změnám u jednotlivých hodnocených parametrů. Z mého pohledu k zásadní změně došlo u přilnavosti nátěru, odolnosti v ohybu, odolnosti v tahu, a to u obou expozic, kterým byly vzorky podrobeny (tab. 12). Z těchto změn je patrné, že po provedených zkouškách došlo ke ztrátě pružnosti hodnoceného nátěru.
Z hlediska projevů koroze
vzorky obstály a to bez poškození u obou expozic kterým byly vzorky podrobeny.
S 2141 FEST – B
Tab. 13 S 2141 FEST – B – Celkové vyhodnocení
Hodnocené parametry Vzorek
Přilnavost
Tažnost
Odolnost v ohybu
Barevný odstín
Lesk
[stupeň]
[mm]
[Ø v mm]
[-]
[stupeň]
Etalon NaCl
0 4
5 0,6
>5 <6
0199 světlejší
5 5
SO2
4
2,3
<5
světlejší
5
Z provedených měření vyplývá, že u obou expozic kterým byly vzorky podrobeny došlo po provedených zkouškách ke snížení pružnosti hodnoceného nátěru. Toto snížení se projevilo po provedených zkouškách. K nejpodstatnějšímu snížení došlo u hodnocení přilnavosti
a tažnosti (tab.13). Z hlediska projevů koroze došlo u vzorků, které byly 64
podrobeny průběžné expozici v NaCl a to již po čtrnácti dnech působení tohoto prostředí. Na lícní straně došlo k poškození plochy vznikem pluchýřků o průměru 5 mm na okrajích vzorku (hodnoceno 2 mm od okraje). Na rubové straně vzorků došlo k poškození povrchu a to z 40 % malými puchýřky o průměru 1 mm. Po uplynutí zkoušek byla rubová strana zasažena téměř z 80 % . Na lícní straně k výraznější změně nedošlo. Zasažení rubové strany na vzorcích si vysvětluji nedodržením předepsané nanesené tloušťky nátěru. Vzorky, které byly podrobeny cyklické expozici v SO2 bez projevů koroznímu poškození.
S 2131Z NA ŽELEZO
Tab. 14 S 2131Z NA ŽELEZO – Celkové vyhodnocení
Hodnocené parametry Vzorek
Přilnavost
Tažnost
Odolnost v ohybu
Barevný odstín
Lesk
[stupeň]
[mm]
[Ø v mm]
[-]
[stupeň]
Etalon NaCl
0 1
5 5
>5 >5
4400 světlejší
1 3
SO2
5
5
>5
světlejší
5
Ze zkoušek, kterým byly vzorky podrobeny vyplívá, že u vzorků které byly vystaveny působení prostředí v SO2 došlo k poškození povrchu vzorků a to již po 7 dnech působení tohoto prostředí. Poškození povrchu se projevilo vytvořením pomerančové struktury na povrchu vzorků. Toto poškození se dále do ukončení zkoušek výrazně nezměnilo. Následná zkouška přilnavosti prokázala snížení přilnavosti nátěru a to na stupeň 5 poškození větší než 65 %, což značí úplnou ztrátu přilnavosti. Dále došlo ke snížení lesku a to ze stupně hodnocení 1 na stupeň 5 tj. úplná ztráta lesku (tab.14). U vzorků které byly ponechány v prostředí NaCl k výrazným změnám nedošlo. Z hlediska korozního poškození u obou expozic nedošlo u žádných vzorků ke koroznímu poškození.
65
S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL
Tab. 15 S 2000 + S 2013 INDUSTROL – Celkové vyhodnocení
Hodnocené parametry Vzorek
Přilnavost
Tažnost
Odolnost v ohybu
Barevný odstín
Lesk
[stupeň]
[mm]
[Ø v mm]
[-]
[stupeň]
Etalon NaCl
0 1
5 4
>6 <6
4550 světlejší
1 1
SO2
1
5
>6
světlejší
1
Z provedeného vyhodnocení jednotlivých parametrů vyplívá, že po provedených zkouškách se jednotlivé hodnocené parametry výrazně nezměnily (tab.12). U vzorků které byly podrobeny průběžné expozici v NaCl z hlediska hodnocení projevů koroze došlo ke vzniku puchýřků o průměru 1 mm po okraji s prostupem do hloubky 2 cm. Vzorky, které byly ponechány v cyklické expozici v SO2 bez projevů koroze.
5
NÁVRH NA POUŽITÍ TESTOVANÝCH BAREV
S 2160 HOSTAGRUND Tuto nátěrovou hmotu bych volil na: opravy podvozků vozidel, kovové konstrukce, přepravní kontejnery, potrubí, stožáry, kovová svodidla, ochranné ploty.
S 2141 FEST – B Tato nátěrová hmota je vhodná k ošetření pozinkových komponentů, jako jsou plechové střešní krytiny, okapy, ocelové konstrukce. Není vhodná do prostředí s výskytem solí, ale v kombinaci s pozinkovým podkladem by svoji ochrannou protikorozní funkci splnila i v této oblasti.
S 2131Z NA ŽELEZO Oblastí ve které bych tuto nátěrovou hmotu použil jsou ocelové konstrukce, přepravní kontejnery, ochrana podvozků vozidel, ochranné ploty, opravy konstrukcí a kovové komponenty v zemědělství. Ze zkoušek které jsem provedl vyplynulo, že se nátěrová hmota nehodí do prostředí s vyšším výskytem SO2. 66
6
ZÁVĚR A DISKUZE Ze zkoušek, které byly provedeny na příslušných vzorcích, v laboratorních
podmínkách v rámci zrychlených korozních zkoušek v komoře neutrálního roztoku NaCl podle normy ČSN EN ISO 7253, stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem SO2 dle normy ČSN EN ISO 3231, při průběžné expozici v NaCl a cyklické expozici v SO2 můžeme posoudit jednotlivé korozní vlivy na zvolené jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty. Těmito zvolenými nátěrovými hmotami jsou S 2160 HOSTAGRUND, S 2141 FEST – B a S 2131Z NA ŽELEZO. Pro porovnání ochranné protikorozní účinnosti těchto zvolených jednovrstvých syntetických nátěrových hmot, jsem zvolil syntetický nátěrový systém S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL. Pokud se podíváme na výsledky projevů korozního poškození podle normy ČSN EN ISO 4628-2 tak z nich vyplývá, že u vzorků po cyklické expozici v SO2 nedochází u vzorků k žádnému koroznímu poškození. U vzorků po průběžné expozici v NaCl shledáváme vznik puchýřů po okrajích vzorků, kromě vzorků, na kterých byla aplikována jednovrstvá syntetická nátěrová hmota
S 2160 HOSTAGRUND a S 2131Z
NA
ŽELEZO. Tyto dvě nátěrové hmoty z hlediska korozního poškození dopadly nejlépe. Výsledky zkoušek těchto barev jsou prezentovány v tab.12 a tab.14 a současně fotodokumentací na obr.18 a obr.20. Provedené kontrolní měření aplikované tloušťky jednotlivých nátěrů na vzorky potvrdilo dodržení předepsaných hodnot u všech měřených vzorků podle katalogových listů. K měření byl použit přístroj PERMASCOPE. Zkouška odpovídá ČSN EN ISO 2808. Z hodnocení přilnavosti nátěru, které bylo provedeno mřížkovou metodou podle normy
ČSN
ISO
2409
je
patrné,
při
že
porovnání
jednotlivých
vzorků
s příslušnými etalony po průběžné expozici v NaCl dopadla nejhůře nátěrová hmota S 2160 HOSTAGRUND, kde po provedení zkoušek došlo ke snížení přilnavosti ze stupně 0 na stupeň 5 a taktéž u vzorků nátěrové hmoty FEST – B ze stupně 0 na stupeň 4. U vzorků cyklické expozice v SO2 se přilnavost nátěrové hmoty nejvýrazněji snížila u nátěrové hmoty S 2160 HOSTAGRUND, FEST – B, S 2131Z NA ŽELEZO. Na vzorkách nátěrové hmoty S 2131Z NA ŽELEZO je toto snížení přilnavosti způsobeno poškozením povrchu nátěru vytvořením pomerančové struktury. Hodnocení odolnosti při hloubení podle normy ČSN EN ISO 1520 je dalším krokem pro zhodnocení kvality nátěru. Z tohoto hodnocení vyplynulo, ze všech
67
testovaných vzorků nejlépe dopadly vzorky, na kterých byl aplikován nátěrový systém S 2000 PRAGOPRIMER + S 2013 INDUSTROL. Do souhrnného hodnocení kvality nátěru byla zařazena také zkouška ohybem podle normy ČSN EN ISO1519. Z tohoto hodnocení nejlépe dopadly vzorky, na kterých byla aplikována nátěrová hmota S 2131Z NA ŽELEZO. Její parametry se nezměnily ani po provedených zkouškách. Dvěma posledními kritérii hodnocení jsou hodnocení lesku podle normy
ČSN 67 3063 a hodnocení barevného odstínu podle ČSN 67 3067. Co se týká hodnocení lesku výrazná změna nastala pouze u vzorků na kterých byla aplikována nátěrová hmota S 2131Z
NA ŽELEZO. Jedná se o vzorky, které byly
vystaveny cyklické zkoušce v SO2, kde došlo u vzorků ke snížení lesku ze stupně 1 na stupeň 5. Ze závěrů hodnocení barevného odstínu vyplynulo, že vzorky které byly vystaveny působení v prostředí s NaCl i v prostředí SO2 došlo k zesvětlení barevného odstínu. Z jednotlivých výsledků měření vyplynulo, že jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty obstojí v oblasti použití ochrany proti korozi. Při porovnání s klasickým nátěrovým systémem (kombinace základního a vrchního nátěru) dokonce ze zkoušek vyplynulo, že jednovrstvé syntetické nátěrové hmoty mohou poskytnout i kvalitnější protikorozní ochranu. Z mého pohledu, po seznámí se s problematikou jednovrstvých syntetických nátěrových hmot, je použití těchto barev pro širokou veřejnost prozatím novou a nevyzkoušenou oblastí. Je to způsobeno nejen tím, že se jedná o novinku v oblasti ochrany proti korozi, a dále z důvodu prozatím nulové publicity odborných časopisů na toto téma. Závěrem bych chtěl říci, že zpracování mé diplomové práce by mohlo posloužit jako příručka vhodného výběru ochrany proti korozi, při využití jednovrstvých syntetických nátěrových hmot.
68
7
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1. BARTONÍČEK, R.,
A
KOL.:
Koroze a protikorozní ochrana kovů. Praha:
Academie, 1966. 2. BARTONÍČEK, R.: Navrhování protikorozní ochrany. Praha,1980. STNL. 3. ČERNÝ, M.: a kol.: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. Praha,1983. STNL. 4. KREIBICH, V.: HOCH, K.: Koroze a technologie povrchových úprav. ČVUT. Praha, 1981. 5. KREIBICH, V.: Příčiny a důsledky nevhodných aplikací povrchových úprav. ČVUT. Praha. 2004. STNL. 6. Multimediální prezentace firmy Nekor. 7. ŠČERBEJOVÁ, M.: Strojírenská technologie. 1. vydání.Brno: MZLU,1993.132 s. ISBN 80-7157-083-4. 8. DVOŘÁK, R.: Bakalářská práce – Hodnocení ochranné účinnosti povrchových
ochran v laboratorních podmínkách. 1. vydání.Brno: MZLU, 2006.46 s. 9. http://tzs.kmm.zcu.cz/POUcelk.pdf 10. http://www.povrchovauprava.cz/uploads/assets/casopisy/pu-2004-06.pdf 11. http://www.povrchovauprava.cz/uploads/assets/casopisy/pu-2006-09.pdf 12. http://www.povrchovauprava.cz/uploads/assets/casopisy/pu-2007-03.pdf 13. http://www.povrchovauprava.cz/uploads/assets/casopisy/pu-2008-01.pdf 14. http://www.povrchovauprava.cz/uploads/assets/casopisy/pu-2008-01.pdf
69
8
SEZNAM POUŽITÝCH NOREM ČSN ISO 2409
Mřížková zkouška.
ČSN EN ISO 24624
Odtrhová zkouška přilnavosti.
ČSN EN ISO 4628-2
Hodnocení degradace nátěru.
ČSN EN ISO 1520
Zkouška hloubením.
ČSN EN ISO 1519
Zkouška ohybem (na válcovém trnu).
ČSN 67 3067
Označování a hodnocení barevných odstínů nátěru.
ČSN EN ISO 2808
Stanovení tloušťky nátěru.
ČSN 67 306
Stanovení lesku nátěru – subjektivní metoda.
ČSN ISO 2813
Stanovení lesku – objektivní metoda.
ČSN EN ISO 7253
Zkouška v mlze NaCl.
ČSN EN ISO 3231
Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám v SO2.
ČSN 67 3094
Laboratorní zkoušky ochranné účinnosti nátěrů na kovech.
9
ČSN 038131
Korozní zkoušky v kondenzační komoře.
ČSN EN ISO 4628 – 2
Hodnocení degradace nátěru.
ČSN 67303
Projevy znehodnocení.
PŘÍLOHY
9.1 Seznam obrázků Obr. 1 Rozdílné umístění odtokového potrubí z hlediska .........................................20
Obr. 2 Vznik štěrbin /řešení: a-nevhodné, b-vhodné/ ..............................................21 Obr. 3 Příklady zamezení vzniku makročlánků ........................................................21 Obr.4 Koroze svarového a nýtového spoje při nestejné korozní odolnosti základního materiálu a spoje /a - anoda, k – katoda/ ……………………………………..22 Obr. 6 Povrchové vrstvy na leštěném povrchu ........................................................26 Obr. 7 Celkový pohled na mobilní snímací hlavu přístroje pro detekci zamaštění .28 Obr. 8 Ukázka měření tloušťky vrstvy mastnoty přístrojem na reliefumince. ..........28 Obr. 9 Optické snímací zařízení od firmy Lames s.r.o. ............................................28 Obr. 10 Stolový box pro nanášení tekutých nátěrových hmot..................................45 Obr. 11 Komora se solnou mlhou ............................................................................46 70
Obr. 12 Komora s obsahem SO2 .............................................................................46 Obr. 13 Přístroj na měření tloušťky nátěru .............................................................48 Obr. 14 Vzorky v komoře s NaCl .............................................................................49 Obr. 15 Vzorky v komoře s SO2................................................................................50 Obr. 16 Výsledek zkoušky po 7 dnech v SO2 vzorek S 2131Z NA ŽELEZO. ............50 Obr. 17 Vzorky nátěru S 2141 FEST – B po 14 dnech.............................................51 Obr. 18 S 2160 HOSTAGRUND .............................................................................52 Obr. 19 S2141 FEST – B .........................................................................................53 Obr. 20 S 2131Z NA ŽELEZO ................................................................................53 Obr. 21 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL ......................................54 Obr. 22 S 2160 HOSTAGRUND – mřížková zkouška .............................................55 Obr. 23 S2141 FEST – B – mřížková zkouška ........................................................55 Obr. 24 S 2131Z NA ŽELEZO – mřížková zkouška .................................................56 Obr. 25 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL – mřížková zkouška ......56 Obr. 26 Erichsenův přístroj .....................................................................................57 Obr. 27 S 2160 HOSTAGRUND – zkouška hloubením ..........................................58 Obr. 28 S2141 FEST – B – zkouška hloubením ......................................................58 Obr. 29 S 2131Z NA ŽELEZO – zkouška hloubením ...............................................59 Obr. 30 S 2000 PRAGOPRIMER + S2013 INDUSTROL – zkouška hloubením ....59 Obr. 31 Měření odolnosti v ohybu ..........................................................................60 Obr. 32 S 2160 HOSTAGRUND – zkouška odolnosti v ohybu ...............................61 Obr. 33 S2141 FEST – B – zkouška odolnosti v ohybu...........................................61 Obr. 34 S 2131Z NA ŽELEZO – zkouška odolnosti v ohybu ..................................62 Obr. 35 S 2000 + S2013 INDUSTROL – zkouška odolnosti v ohybu .....................62
9.2 Seznam tabulek Tab. 1 Katalogový list nátěrové hmoty S2160 HOSTAGRUND ..............................42
Tab. 2 Katalogový list nátěrové hmoty S2141 FEST - B .........................................42 Tab. 3 Katalogový list nátěrové hmoty S 2131Z NA ŽELEZO.................................43 Tab. 4 Katalogový list nátěrové hmoty S 2000 PRAGOPRIMER ............................43 Tab. 5 Katalogový list nátěrové hmoty S 2013 INDUSTROL ..................................44 Tab. 6 Tloušťky jednotlivých testovaných nátěrů .....................................................49 71
Tab. 7 Hodnocení přilnavosti...................................................................................54 Tab. 8 Hodnocení tažnosti .......................................................................................57 Tab. 9 Hodnocení odolnosti v ohybu .......................................................................60 Tab. 10 Hodnocení lesku ..........................................................................................63 Tab. 11 Hodnocení barevného odstínu ....................................................................63 Tab. 12 S 2160 HOSTAGRUND – Celkové vyhodnocení ........................................64 Tab. 13 S 2141 FEST – B – Celkové vyhodnocení ...................................................64 Tab. 14 S 2131Z NA ŽELEZO – Celkové vyhodnocení............................................65 Tab. 15 S 2000 + S 2013 INDUSTROL – Celkové vyhodnocení .............................66
72
