MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

DIPLOMOVÁ PRÁCE

BRNO 2012

Bc. JAN BOREK

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Využití zinku při ochraně proti korozi kovových materiálů Diplomová práce

Vedoucí práce: doc. Ing. Vlastimil Chrást, CSc.

Vypracoval: Bc. Jan Borek

Brno 2012

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Využití zinku při ochraně proti korozi kovových materiálů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne…………………………………. podpis……………………………….

Poděkování: Rád bych poděkoval za pomoc, poskytnutou literaturu a za cenné připomínky při zpracování diplomové práce Doc. Ing. Vlastimilu Chrástovi, CSc. Rovněž děkuji panu Ing. Zbyňku Šochovi za pomoc při zajišťování laboratorních zkoušek.

Anotace Diplomová práce s názvem „Využití zinku při ochraně proti korozi kovových materiálů“ v teoretické části popisuje základní rozdělení ochrany proti korozi. Dále popisuje jednotlivé technologie zinkování a nátěrové hmoty s vysokým obsahem zinku. V experimentální části jsou stručně popsány zrychlené korozní zkoušky solnou mlhou a v kondenzační komoře s H2O, kterých bylo využito u vybraných druhů ochranných povlaků. Po korozních zkouškách, které proběhly v laboratoři na Ústavu techniky a automobilové dopravy Mendelovy univerzity v Brně, došlo ještě také k mechanickému zkoušení vlastností těchto povlaků. Klíčová slova: koroze, zinek, ochranné povlaky

Annotation The thesis entitled "The use of zinc for corrosion protection of metallic materials" in the theoretical part describes the basic distribution of protection against corrosion. It also describes the various zinc technologies and coatings with high zinc content. In the experimental section briefly describes the accelerated corrosion tests by salt mist and in condensing chamber with H2O, which was used for selected types of protective coatings. After corrosion tests, which were conducted in the laboratory at the Institute of Technology and Automobile Transport Mendel University in Brno, was also still testing the mechanical properties of these coatings. Key words: corrosion, zinc, protective coatings

OBSAH 1

ÚVOD .................................................................................................... 8

2

CÍL PRÁCE .......................................................................................... 8

3

KOROZE .............................................................................................. 9

4

Ochrana proti korozi a její rozdělení ................................................. 9 4.1 Elektrochemická ochrana ...................................................................................... 10 4.1.1 Katodická ochrana ......................................................................................... 10 4.1.2 Anodická ochrana .......................................................................................... 10 4.2 Ochrana proti korozi ochrannými povlaky ........................................................... 11 4.2.1 Úprava povrchu před povrchovou ochranou ................................................. 11 4.2.2 Ochranné povlaky dočasné ............................................................................ 12 4.2.3 Ochranné povlaky dlouhodobého charakteru ................................................ 12

5

KOVOVÉ POVLAKY ....................................................................... 13 5.1 Využití Zinku ........................................................................................................ 14 5.2 Korozní charakteristika ......................................................................................... 14 5.3 Druhy zinkových povlaků ..................................................................................... 15 5.3.1 Žárové zinkování ........................................................................................... 16 5.3.2 Elektrolytické (galvanické) zinkování ........................................................... 17 5.3.3 Žárové stříkání (metalizace) .......................................................................... 19 5.3.4 Sherardizace ................................................................................................... 19 5.3.5 Mechanické zinkování ................................................................................... 20 5.3.6 Nátěrové hmoty s vysokým obsahem zinku .................................................. 20

6

NÁTĚROVÉ HMOTY S OBSAHEM ČÁSTIC ZINKU JAKO AKTIVNÍHO ANTIKOROZNÍHO PIGMENTU .......................... 21 6.1 Požadavky na nátěrové hmoty: ............................................................................. 22 6.2 Zinkové částice kulovitého tvaru (angulární) ....................................................... 22 6.3 Zinkové částice lístkovité (lamelární)................................................................... 23 6.4 Typ pojiva ............................................................................................................. 23 6.5 Vzájemný podíl pojiva a zinkových částic ........................................................... 24

7

METODY ZKOUŠENÍ VLASTNOSTÍ POVLAKŮ ...................... 25 7.1 Korozní zkouška v kondenzační komoře .............................................................. 25

7.1.1 Zkušební prostředí ......................................................................................... 25 7.2 Korozní zkouška v umělé atmosféře – Zkouška solnou mlhou ............................ 26 7.3 Stanovení tloušťky nátěru ..................................................................................... 27 7.4 Zkouška hloubením............................................................................................... 27 7.5 Ohybová zkouška na válcovém trnu ..................................................................... 29 7.6 Mřížková zkouška ................................................................................................. 30 7.7 Příprava vzorků ..................................................................................................... 32 7.8 Charakteristika ochranných povlaků .................................................................... 32 7.8.1 HEMPEL´S ZINC PRIMER 16490 ............................................................... 32 7.8.2 S2357 ZINEX ................................................................................................ 32 7.8.3 Wiegel LZ- 09 ................................................................................................ 33 7.8.4 MAX COLOR - zinkohliníkový sprej ........................................................... 33 7.8.5 WEICON Zinkový sprej ................................................................................ 33

8

VÝSLEDKY ZKOUŠEK ................................................................... 34 8.1 Stanovení tloušťky povlaku .................................................................................. 34 8.2 Korozní zkouška v kondenzační komoře .............................................................. 37 8.3 Zkouška solnou mlhou .......................................................................................... 39 8.4 Hodnocení odolnosti při hloubení......................................................................... 43 8.5 Mřížková zkouška ................................................................................................. 50 8.6 Ohybová zkouška na válcovém trnu ..................................................................... 57

9

DISKUZE A ZÁVĚR ......................................................................... 61

10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY .............................................. 63 SEZNAM POUŽITÝCH NOREM ………………………………….... 64 SEZNAM OBRÁZKŮ ………………………………………………… 65 SEZNAM TABULEK .…………………………….………….….....…..67

1 ÚVOD Kovové materiály patří mezi univerzální a velice důležité technické materiály, které využívají téměř všechna odvětví lidské činnosti díky jejich výborným vlastnostem. Ve styku s okolním prostředím však většina materiálů podléhá rozrušování, ke kterému dochází chemickým vlivem prostředí, fyzikálními vlivy nebo i vlivy biologickými. Veškeré stroje, konstrukce a jiné zařízení jsou vystavovány působení rozmanitého prostředí, jehož účinek se později projeví korozí a také zhoršením funkčních, mechanických a estetických vlastností. Z důvodu zachovat funkci zařízení co nejdéle je snaha následky koroze omezit. V praxi je známo mnoho způsobů, jak tuto korozi omezit, vybrat však ten správný způsob není jednoduché. Mezi velice často využívané způsoby ochrany proti korozi se řadí i zinkování, při kterém dochází k vytvoření ochranné vrstvy na základním materiálu, která zabraňuje vzniku korozi jako bariéra před okolním prostředím a současně chrání kov elektrochemicky. Způsobů nanášení zinkové ochranné vrstvy na základní materiál je více, některé z nich budou popsány v této práci.

2 CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce je v její teoretické části popsat využití zinku v ochraně proti korozi kovových materiálů, a dále také charakterizovat nátěrové hmoty se zinkovými pigmenty. V praktické části se práce zaměří na zkoušení ochranné účinnosti vybraných nátěrových hmot s vysokým obsahem zinkových částic a jejich srovnání se zinkovými spreji.

-8-

3 KOROZE Koroze je definována jako samovolně probíhající proces znehodnocování materiálu působením okolního prostředí. Reakce nebo děje, které jsou příčinnou korozního poškozování materiálu, jsou fyzikálně chemického charakteru. Koroze kovů je stále závažnějším národohospodářským problémem, korozní věda a technika tak musí hledat opatření, která průběh koroze co nejvíce zpomaluje. Udává se, že koroze zničí přibližně 2 % celkové produkce oceli na světě a náklady na korozní ochranu dosahují téměř 10 % ceny výrobků.

(Havránková 2007)

Z hlediska mechanizmu korozních dějů můžeme dělit: Chemickou Elektrochemickou Biologickou Chemická koroze probíhá zpravidla v elektricky nevodivých kapalných prostředích (v organických kapalinách) a plynných prostředích za vyšších teplot. Elektrochemická koroze probíhá v elektricky vodivém prostředí. Rozdíl mezi korozí chemickou a elektrochemickou není zásadní a skutečné případy koroze leží velice často mezi těmito krajními typy. Biologická koroze probíhá za přítomnosti plísní, bakterií a hub, které způsobují chemické a elektrochemické změny na povrchu kovu (Ščerbejová 1993)

4 OCHRANA PROTI KOROZI A JEJÍ ROZDĚLENÍ V širším slova smyslu zahrnujeme do ochrany proti korozi následující: Volbu konstrukčního materiálu Úpravu korozního prostředí Konstrukční řešení Vlastní ochranu (Ščerbejová 1993) Volba konstrukčního materiálu Předpokladem pro správnou volbu musí být nejen schopnost materiálu plnit funkční požadavky, ale i ohled na jeho korozní stálost v daném prostředí a zvážení ekonomických aspektů.

(Ščerbejová 1993)

-9-

Úprava korozního prostředí Úpravou korozního prostředí lze provést omezení některého činitele ovlivňujícího průběh koroze, např. vysoušením, odstraněním korozně agresivní látky, omezením depolarizace nebo použitím inhibitorů koroze (prostředků zpomalující průběh koroze). (Ščerbejová 1993) Konstrukční řešení Při konstrukčním řešení je důležité odstranit styky stěn pod ostrými úhly, štěrbiny a uzavřené prostory, kde by docházelo k zadržování kapalin a usazování kalů. Vlastní ochrana Vlastní ochranu proti korozi lze provádět dvěma způsoby: elektrochemicky ochrannými povlaky (Ščerbejová 1993)

4.1 Elektrochemická ochrana Elektrochemickou ochranu dále rozdělujeme na katodickou a anodickou. Obě tyto metody využívají zákonitostí elektrochemické koroze. 4.1.1 Katodická ochrana Tato metoda je založena na skutečnosti, že v korozním článku se na katodě koroze zpomaluje. U katodické ochrany se využívá metoda tzv. „obětované anody“. Kovy se vědomě uspořádají tak, aby jeden mohl korodovat, a tím chránit druhý kov. Tato ochrana je možná jedině za přítomnosti elektrolytu, používá se např. k ochraně lodních trupů. Nejběžnější materiál pro obětované anody je zinek nebo hořčík. Druhá metoda katodické ochrany využívá připojení chráněného kovu na záporný pól vnějšího zdroje proudu. Této metody se využívá při ochraně potrubí uloženého v zemi. 4.1.2 Anodická ochrana Anodická ochrana využívá skutečnosti, že u některých kovů vzniká na povrchu oxidická ušlechtilejší vrstva, která pasivuje kov a zpomaluje tak jeho korozi. Vznik této vrstvy a pasivaci můžeme urychlit u některých kovů vnějším zdrojem proudu – připojením na kladný pól.

- 10 -

4.2 Ochrana proti korozi ochrannými povlaky K ochraně proti korozi ochrannými povlaky zahrnujeme následující: Úpravu povrchu před povrchovou ochranou Ochranné povlaky dočasné Ochranné povlaky dlouhodobého charakteru (Ščerbejová 1993) 4.2.1 Úprava povrchu před povrchovou ochranou Korozní odolnost kovových materiálů je do značné míry závislá na geometrii a čistotě povrchu stejně tak jako jsou ochranné a vzhledové vlastnosti povlaků závislé na čistotě a struktuře povrchu základního kovu. Z těchto důvodů se povrch, ať bude přímo vystaven prostředí, nebo na něj bude aplikována povrchová ochrana, předem různě upravuje.

(Bartoníček 1980)

Úprava povrchu před nanášením ochranných povlaků zahrnuje odstraňování okují vznikajících při tepelném zpracování oceli, odstraňování rzi vznikajících při korozních procesech, odstraňování prachu, starých nátěrů a mastnoty živočišného, rostlinného nebo minerálního původu. Dále zahrnuje úprava povrchu stabilizaci zbytků rzi pro snížení jejich záporného vlivu na jakost povrchové ochrany a vytváření vrstev zvyšujících jakost a ochranu účinnosti nátěru, např. fosfátových. (Ščerbejová 1993) Metody úprav povrchu rozdělujeme: Mechanické odstraňování okují, rzi a nečistot Čištění vysokotlakou vodou a párou Čištění plamenem Odmašťování Moření Čištění odrezovači a stabilizátory koroze Fosfátování Chromátování (Ščerbejová 1993)

- 11 -

4.2.2 Ochranné povlaky dočasné Dočasná ochrana proti korozi 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 (Ščerbejová 1993)

a inhibitory koroze. 4.2.3 Ochranné povlaky dlouhodobého charakteru

Povlaky mohou změnit chemické nebo elektrochemické vlastnosti kovu a tím zvýšit jeho korozní odolnost, nebo zamezit přístupu korozního prostředí k povrchu kovu a chránit ho bariérově. Často se využívá kombinace obou účinků. (Ščerbejová 1993) Ochranné povlaky z anorganického nebo organického materiálu se používají, aby se zabránilo přístupu vlhkosti a kyslíku k povrchu oceli. To je nejběžnější způsob protikorozní ochrany. Těmito anorganickými materiály mohou být např. kovy, slitiny nebo smalty. Organickými povlaky mohou být např. nátěrové hmoty, bitumenové přípravky nebo plasty. Často se s velmi dobrým výsledkem kombinují anorganické a organické materiály, například nátěr nebo plast na zinkovém povlaku. (Havránková 2007)

- 12 -

5 KOVOVÉ POVLAKY Kovové povlaky na oceli je technicky možné vytvořit téměř z většiny kovů a slitin, a tím zajistit požadovanou korozní odolnost, odolnost vůči abrazi nebo vytvořit požadovaný dekorativní efekt. Mnohé kovy jsou však velmi drahé, případně je lze obtížně vyloučit na povrhu oceli. Mohou být nevhodné kvůli své vlastní vysoké korozi, nebo proto, že jsou ušlechtilejší než ocel. Cílem je použití takového kovu, který se snadno nanáší, poskytuje dobrou korozní odolnost a je akceptovatelný z hlediska životního prostředí. Z pohledu uvedených kritérií připadají prakticky v úvahu pouze zinek a hliník. Kadmium se dříve používalo v určitém rozsahu hlavně v přímořském prostředí, avšak jeho cena je poměrně vysoká a jedná se také o kov ekologicky nevhodný. Hliník je zajímavý z hlediska ceny a korozní odolnosti ve většině prostředí, velmi obtížně se však nanáší, protože se snadno oxiduje kyslíkem. Znamená to, že vodné elektrolyty se nedají použít a při pokovení je za potřebí ochranné atmosféry, aby se zabránilo oxidaci. Z tohoto důvodu se hliník využívá hlavně v kombinaci se zinkem při pokovení plechů. V určitém rozsahu se využívá žárové stříkání hliníkem. Pro korozní ochranu kovů a slitin a možnosti jejich kombinací je dobrým vodítkem tabulka na Obr. 1 se schématem elektrochemických potenciálů. Méně ušlechtilý kov chrání ušlechtilejší vlivem katodické ochrany.

(Havránková 2007)

Obr. 1 Schéma elektrochemických potenciálů (Havránková 2007)

- 13 -

5.1 Využití Zinku Zinek je modrobílý lesklý křehký kov, známý již od starověku, který je nad 100 – 150 °C kujný a nad 200 °C křehký. Zinek má specifickou váhu 7,13 kg.dm-3, bod tání 419,5 °C a bod varu 906 °C. Je to prvek, který se řadí mezi kovy těžké, ochotně tvořící slitiny. Je odolný proti povětrnostním vlivům, přičemž na suchém vzduchu je poměrně stálý a na vlhkém vzduchu se na jeho povrchu vytvoří povlak zásaditého uhličitanu, který zinek chrání před další korozí.

(Verner 2005)

Důvodem pro používání zinku je jeho větší korozní odolnost ve vodě a anodický charakter vůči oceli. V počátečním stádiu funguje zinek převážně jako obětovaný kov (anoda) a katodicky chrání obnažená místa oceli, např. řezné hrany a místa poškozená mechanicky. Ve vodách se uplatňují i další vlivy, jako je tvorba ochranné vrstvy na bázi CaCO3 na katodickém povrchu oceli. Ve zcela měkkých vodách koroduje zinek v důsledku obětování neustále zvýšenou rychlostí. Z těchto důvodů se zinkové povlaky chrání pasivací s různými barevnými efekty anebo fosfátováním.

(Verner 2005)

Zinek je kov s velmi dobrými korozními vlastnostmi, je proto často vyhledávaným materiálem v protikorozní ochraně. Sám nemá mechanické vlastnosti takové, aby mohl být využíván jako samostatný konstrukční materiál, užití zinkových slitin je omezené a ve velké míře je tedy tento kov aplikován jako povlak. Zinkové povlaky se vyrábějí řadou různých technologií, jejich výběr je usměrňován druhem výrobku a požadavky na odolnost. Nejrozšířenější jsou zinkové povlaky galvanické, žárové a metalizované. Méně obvyklé jsou u nás povlaky difúzní (sherardování).

(Černý 1984)

5.2 Korozní charakteristika Zinek je elektrochemicky méně ušlechtilý kov než většina ostatních a vytvářené ochranné povlaky jsou tak anodického typu. Důsledkem této vlastnosti je, že při kontaktu zinkovaných součástí s dalšími kovy dochází k elektrochemické korozi, kdy (Černý 1984)

zinek koroduje rychleji.

Přestože zinek patří k elektrochemicky neušlechtilým kovům, je jeho odolnost v typických prostředích vyšší než např. u ušlechtilé běžné uhlíkové oceli. Na zinku se v atmosférických a dalších prostředích korozně aktivní látky váží do velmi omezeně rozpustných či dokonce nerozpustných složek korozních produktů, které vykazují ochranné vlastnosti.

(Černý 1984)

- 14 -

Koroze zinku probíhá většinou souvisle v celé ploše. Charakter vznikajících produktů je závislý na prostředí, ve kterém ke korozi došlo. Korozní produkty, které vznikly v atmosféře a ve vodě, mají převážně ochranné vlastnosti. Tvoří se omezeně rozpustné látky s pevně vázaným stimulátorem koroze, které zpomalují další korozní proces. Tyto vlastnosti vykazují také kovy jako je např. měď, hliník, olovo a cín. Vznikají složité směsi látek vesměs bazického typu, které jsou velmi málo rozpustné a které se nehydrolyzují. Tyto produkty se tvoří zprvu poměrně rychle po celé ploše povrchu, a proto jsou jejich vlastnosti určující pro kinetiku dalšího korozního procesu. (Černý 1984) Podmínkou pro takový chod koroze je ovšem zachování určitého rozmezí pH prostředí, ve kterém jsou vzniklé produkty stabilní, neboť je také známo, že koroze zinku je velmi závislá na pH. Z Obr. 2 je patrno, že překročení vymezených hranic v obou směrech znamená velké zvýšení korozní rychlosti zinku. Základním prostředím pro využití zinku je atmosféra a voda, částečně pak také roztoky solí, neutrální a slabě alkalické. Při běžných teplotách jej lze používat ve většině plynů, je-li plynné prostředí (Černý 1984)

bez obsahu vlhkosti.

Obr. 2 Závislost rychlosti koroze zinku na pH elektrolytu (Černý 1984)

5.3 Druhy zinkových povlaků Technologie zhotovování zinkových povlaků na oceli je dobře propracována. Zinkové povlaky se vyrábějí řadou různých technologií, k těm nejrozšířenějším řadíme: Žárové zinkování Elektrolytické (galvanické) zinkování

- 15 -

Žárové stříkání (metalizace) Sherardizace Mechanické zinkování Nátěrové hmoty s vysokým obsahem zinku 5.3.1 Žárové zinkování Žárové zinkování ponorem, zkráceně označované žárové zinkování, je metalurgický proces, při kterém se povlak na ocelovém dílu vytváří vzájemnou reakcí základního materiálu výrobku se zinkovou taveninou v lázni. Touto metodou lze poměrně jednoduše vytvořit povlaky o dostatečně velkých tloušťkách a s malou pórovitostí. Vlastní pokovení je rychlé, poměrně levné a velmi vhodné pro úpravu polotovarů, pásů, drátů ap. Princip žárového zinkování spočívá v tom, že předměty předem očištěné se přes tavidlo ponořují do roztaveného kovu. Ulpěná vrstva roztaveného kovu po ztuhnutí je hlavní částí ochranného povlaku.(Kraus) Žárové zinkování se nejčastěji provádí v ocelových vanách při teplotě 450 až 470 ºC. Pouze při tzv. vysokoteplotním zinkování, které se provádí v keramických zinkovacích vanách lze provádět pokovení při teplotě nad 530 ºC. Této metody se využívá především při pokovení spojovacího materiálu a temperované litiny. (Strašák 2008) Před ponořením do roztaveného zinku se musí na výrobek nejprve nanést tavidlo, které má za úkol zabránit tvorbě oxidů a zároveň rozpustit oxidy na povrchu oceli a roztaveného zinku, takže dojde k vzájemnému kontaktu obou kovů. Podle způsobu provedení rozlišujeme suché a mokré zinkování.

(Havránková 2007)

Technologie suchého zinkování U technologie suchého zinkování se ocelové zboží po odmaštění nejprve moří a pak následuje oplach ve vodě. V další operaci se součásti ponořují do vodného roztoku tavidla, který je tvořen chloridem zinečnatým a chloridem amonným. Následně se tenká vrstva roztoku solí tavidla, která ulpěla na povrchu součásti, vysouší. Ponoření do roztavené zinkové lázně probíhá již bez dalšího přidání tavidla. Před ponořením i vytažením zboží ze zinkové lázně je třeba odstranit z povrchu taveniny oxidy a zbytky tavidla (popele). Po vyjmutí z lázně se součásti chladí ve vodě nebo na vzduchu. (Strašák 2008)

- 16 -

Obr. 3 Suché zinkování (Havránková 2007) Technologie mokrého zinkování U technologie mokrého zinkování je hladina zinkovací lázně v zinkovacích vanách rozdělena na dvě části přepážkou. V první části se na hladině lázně nachází vrstva tavidla – chloridu amonného. Hned po odmaštění a odmoření se zboží ponořuje přes vrstvu tavidla do zinkové lázně a následně se zboží touto lázní protáhne do její druhé části, kde je čistá a volná hladina. V průběhu této operace se zbytky tavidla z povrchu zboží postupně odtavují a stoupají na hladinu lázně. Tyto zbytky tavidla se stírají z povrchu lázně společně s oxidy zinku. Po vyjmutí z lázně se součásti chladí ve vodě (Havránková 2007)

nebo na vzduchu.

Obr. 4 Mokré zinkování (Havránková 2007) Obě výše uvedené metody poskytují z hlediska kvality a úrovně protikorozní ochrany zcela rovnocenné povlaky. Technologie suchého zinkování je však běžnější, protože se dá snadněji mechanizovat.

(Havránková 2007)

5.3.2 Elektrolytické (galvanické) zinkování Galvanické pokovování spočívá ve vylučování kovového povlaku z elektrolytu průchodem stejnosměrného proudu na záporné elektrodě (katodě) tj. na připravený povrch. Elektrolyticky nanášený povlak je definován jako ochranná kovová vrstva - 17 -

umístěná na povrch kovového výrobku jeho ponořením do vodného roztoku, kterým prochází elektrický proud.

(Černý 1984)

Ocelové povrchy se odmašťují a moří z důvodu odstranění rzi a okují. Součást se pak ponoří do lázně zinečnatých solí a zapojí se jako katoda přímo na zdroj stejnosměrného elektrického proudu. Čistý zinek ve formě desek nebo tyčí je zapojen jako anoda. Vlastní lázeň (elektrolyt) může být kyselá, neutrální nebo alkalická, což je dáno typem použité zinečnaté soli.

(Verner 2005)

Elektrolyt obsahuje kromě solí kovu, kterým pokovujeme, ještě látky: Zvyšující elektrickou vodivost roztoku Udržující pH roztoku na požadované hodnotě Ovlivňující velikost krystalů – jemnost povlaku Kvalita povlaku závisí na jeho tloušťce h

D E

t

(1)

h … tloušťka povlaku [m] D … proudová hustota [A.m-2] E … elektrochemický ekvivalent [kg.s-1 .A-1 ], tj. množství kovu, které se uvolní za 1 s při proudu 1 A … proudová účinnost, tj. poměr skutečně vyloučeného kovu a teoreticky vypočteného množství t … čas [s-1] … měrná hmotnost vyloučeného kovu [kg m-3]

(Ščerbejová 1993) Galvanizace se provádí ve vanách, které bývají ocelové vyložené plastickou hmotou, pryží nebo olovem, nebo kameninové. Mívají zařízení k filtrování, míchání a ohřevu elektrolytu. Nad hladinou je nainstalováno účinné odsávací zařízení. Zdrojem stejnosměrného proudu je dynamo nebo usměrňovač o nízkém napětí 2 až 10 V a proudové intenzitě až 10 000 A.

(Ščerbejová 1993)

Vytvořená vrstva zinku má velmi jemnozrnnou strukturu. Běžně se používá tloušťky povlaků 5 až 8 μm. Pro tloušťky větší než 15 μm je často ekonomičtější zboží pozinkovat žárově.

(Havránková 2007)

- 18 -

5.3.3 Žárové stříkání (metalizace) Žárové stříkání je technologie nanášení roztaveného kovu proudem stlačeného vzduchu na připravený povrch. Touto metodou lze nanášet materiály kovové i nekovové. Velkou výhodou metalizace je využití i na velké konstrukce, kde jiná technologie není možná. Nanášený kov, nejčastěji zinek, se do stříkací pistole dodává ve formě drátu nebo prášku a taví se plamenem hořících plynů, plazmou, nebo účinkem elektrického oblouku. Roztavené části se pak stříkají na povrch oceli pomocí stlačeného vzduchu. (Ščerbejová 1993), (Havránková 2007)

Obr. 5 Stříkání kovu obloukovou pistolí 1- drát, 2 – stlačený vzduch (Verner 2005)

Obr. 6 Žárové stříkán (Havránková 2007) Žárové stříkání je vhodné pro větší součásti relativně jednoduchých tvarů. Tloušťka povlaku se může pohybovat od 30 do 300 μm. Nástřikem zinku se chrání proti korozi např. ocelové stožáry elektrického vedení nebo se používá pro opravy žárově zinkovaných předmětů poškozených svařováním či mechanickými účinky. Nevýhodou této technologie je menší přilnavost kovu k povrchu, větší obsah oxidů a poréznost nastříkané vrstvy.

(Ščerbejová 1993)

5.3.4 Sherardizace Sherardování je v podstatě tepelně – chemické zpracování materiálu, kdy se ochranný povlak vytváří difuzí některého kovu (v našem případě zinku) do povrchové

- 19 -

vrstvy základního materiálu. Využívá se při tom výhodných vlastností zinku, které jsou významné pro povrchové úpravy zvyšující korozní odolnost. Základním materiálem mohou být všechny materiály, které vykazují větší elektropozitivitu oproti zinku. Nejčastěji bývají takto upravovány legované či nelegované oceli. Ocelové součásti očištěné mořením se vloží spolu se zinkovým práškem a přísadami proti spékání zinku do bubnu. Buben se otáčí a ohřívá se na teplotu těsně pod teplotu tavení zinku 300 až 400 °C, doba je závislá na požadované tloušťce povlaku. Při této teplotě a stálé rotaci dochází k vzájemné reakci mezi železem a zinkem a na povrchu ocelové součástí se tvoří slitina železa a zinku.

(Ostrá 2008)

Sherardizací získáváme relativně tenké povlaky (15 – 40 μm) s temně šedým až hnědo šedým povrchem. Povlaky mají dobrou přilnavost, dokonce i u součástí složitých tvarů, s velmi rovnoměrnou tloušťkou.

(Havránková 2007)

5.3.5 Mechanické zinkování Při mechanickém pokovování se zinkový povlak ukládá na povrchu při převalování v bubnu s pokovovacím přípravkem. Po odmaštění se součásti nasypou do bubnu spolu se skleněnými kuličkami a „převalují“ se nejprve v kyselém čisticím prostředku a pak v pokovovacím prostředku s obsahem mědi. Následuje „převalování“ se zinkovým prachem za současné aktivace vhodnými chemickými látkami. Zinek se obvykle ukládá ve vrstvách o tloušťce okolo 10 – 15 m, mohou se však vytvářet i tlustší povlaky. Tyto vrstvy jsou dosažitelné i u součástí složitějších geometrických tvarů. Povrch povlaku je matný. Protože riziko vodíkové křehkosti je malé, metoda se může použít i pro zakalené oceli. (Verner 2005) 5.3.6 Nátěrové hmoty s vysokým obsahem zinku Zinkové antikorozní barvy, přesněji řečeno barvy s obsahem částic kovového zinku jako aktivního antikorozního pigmentu jsou využívány v technické praxi v rozsáhlé míře. Tyto barvy bývají často označovány jako tzv. studené pozinkování a jsou jim připisovány vysoké účinky v ochraně proti korozi. Vyrábějí se dispergací zinkového prachu ve vhodném pojivu. Zinkový prach tvoří částice téměř čistého kovového zinku několika málo mikrometrů.

(Sigmund 2008)

- 20 -

6 NÁTĚROVÉ HMOTY S OBSAHEM ČÁSTIC ZINKU JAKO AKTIVNÍHO ANTIKOROZNÍHO PIGMENTU Základním principem, kterým je dosahovaná ochrana metodou studeného pozinkování oproti ostatním nátěrovým systémům, je princip katodické ochrany dosahovaný způsobem obětované elektrody. Princip je založený na skutečnosti, že jeden kov (v našem případě zinek) se spotřebuje (obětuje) na ochranu jiného kovu (v našem případě oceli). Při korodovaní se z kovu uvolňují elektrony a kladné ionty (kationty) Me

Mez+ + z e-

(2)

Elektrony vzniklé touto reakcí jsou spotřebované při jiné reakci, která je nejčastěji redukcí kyslíkem. O2 + 2 H2O + 4 e-

4 OH-

(3)

Vzniklé hydroxylové anionty (OH-) reagují s kovovými kationty opačného náboje za vzniku nové, těžko rozpustné sloučeniny. x Mez+ + y OH-

Mex(OH)y

(4)

Toto je způsob, kterým se pokrývá ocel oxidem železa. Pokud by bylo možné extrahovat elektrony, potřebné pro redukci kyslíku z jiného kovu než železa, korodovaní železa se zastaví, zatím co jiný kov se spotřebuje a v důsledku toho produkuje elektrony potřebné k procesu redukce. Takovým kovem může být například zinek. (Jaš 2008) Celý proces je zobrazený na Obr. 7. Na levé straně je korodující reakce železa, na pravé straně je vidět reakce zinku při ochraně železa.

Obr. 7 Schéma ochrany tzv. obětovanou elektrodou (Jaš 2008) Povrch oceli bude katodou a bude chráněn na úkor rozpouštějícího se zinku. Má-li elektrochemický článek fungovat, musí být katoda a anoda v elektrickém kontaktu - 21 -

(zinkový prach musí být v přímém a vodivém dotyku s ocelovým podkladem) a katoda i anoda musí být ponořena ve stejném elektrolytu (korozní prostředí tedy musí působit jak na zinkový prach, tak i na ocelový podklad a musí vykazovat elektrolytickou vodivost. Pokud kterákoliv z uvedených podmínek není splněna, elektrochemický článek, a tedy katodická ochrana nefunguje.

(Sigmund 2008)

Je zde možná i činnost elektrochemického mikročlánku, který je pravděpodobný v horních částech nátěrového filmu bez elektrického kontaktu s ocelovým podkladem. Ten je schopen korodovat a spotřebovávat zinkový pigment a redukovat korozní stimulátory pronikající nátěrem, není však účinný jako katodická ochrana. (Sigmund 2008)

6.1 Požadavky na nátěrové hmoty: Barva musí mít takový poměr mezi obsahem zinkového pigmentu a obsahem pojiva, aby po vytvrzení nátěru vznikla pevná síť zinkových částic v těsném kontaktu vzájemně i s ocelovým podkladem, která umožní elektricky vodivé spojení a vytvoření elektrochemických článků. Pojivo barvy musí umožnit pevné a trvalé přitažení zinkových částic k sobě navzájem i k ocelovému plechu. Pojivo musí umožnit přístup korozního prostředí k částicím zinkového pigmentu, aby elektrochemický ochranný článek mohl být účinný. Barva nesmí obsahovat izolanty, které by zabránily uzavření elektrochemického článku. Patří sem požadavek na nízký ohmický odpor vodivých částic, a tedy optimální jakost zinkového prachu jako velikost částic, čistota. Důležitá je i přiměřená tloušťka samotného nátěru. Tyto podmínky platí pro vytvrzený nátěr trvale, ale jelikož nátěrový systém umístěný v korozním prostředí je napadán, postupně degraduje a spotřebovává se, budou uvedené podmínky postupně porušeny a nátěr přestane plnit svoji aktivní ochranou funkci.

(Sigmund 2008)

6.2 Zinkové částice kulovitého tvaru (angulární) Vytvářejí prostorovou síť ve vytvrzeném nátěru, která je díky tvaru a tuhosti zinkových částic nestlačitelná. Vzájemný dotyk takových částic je možný pouze v bodech. Skutečná kontaktní plocha je tedy velmi malá a je nutné počítat s velkým

- 22 -

přechodovým elektrickým odporem. Díky konvexní kontaktní ploše mezi částicemi zinku lze předpokládat při korozi její další snižování až přerušení kontaktu. (Sigmund 2008)

6.3 Zinkové částice lístkovité (lamelární) Jsou tvarově nesymetrické, díky tomu mohou vytvářet anizotropní, prostorově orientovanou síť, v níž jednotlivé lístkovité částice zaujímají přednostně polohu orientovanou rovnoběžně s natíraným podkladem a vzájemně se prokládají. Struktura vytvrzeného nátěru má kompozitní charakter, kohezní pevnost filmu je vysoká. Vzájemně se překrývající lístkovité částice tvoří velmi účinnou bariéru s vysokým difúzním odporem vůči pronikání kapalných i plynných látek. Funkční povrch částic je řádově vyšší, než u kulových. K vzájemnému dotyku může docházet nejen v bodech, ale i v liniích či ploškách, přechodový elektrický odpor může být méně ovlivňován korozí zinkových částic. Funkce nátěru může být zajištěna při významně nižším obsahu kovového zinku (jen asi 20 až 35 % hmot) než v případě kulovitých částic. (Sigmund 2008)

6.4 Typ pojiva Organická pojiva (epoxiestery, epoxidy, polyuretany, případně jiné organické pryskyřice) se chovají přibližně stejně. Vytvářejí ve vytvrzeném nátěru obal zinkových částic a ocelového podkladu se sítí dutin, kanálků a pórů, případně souvislou hmotu nátěru s vestavěnými částicemi zinku. Elektrický i difúzní odpor pojiva je vysoký a silně ovlivňuje chování nátěru.

(Sigmund 2008)

Anorganická pojiva vytvářejí síť o struktuře amorfního oxidu křemičitého SiO2 s přímou chemickou vazbou na atomy zinku v povrchové vrstvě zinkových částic, která se vyznačuje vysokou mechanickou i tepelnou pevností, ale která také vykazuje vysokou pórovitost, nízký difuzní i elektrický odpor a elektrickou vodivost. Anorganická pojiva jsou účinnější při zajišťování katodické antikorozní ochrany. Pojiva na bázi vysychavých olejů a podobných syntetických sloučenin nejsou použitelná, protože jsou rozkládána korozními zplodinami zinku.

- 23 -

(Sigmund 2008)

6.5 Vzájemný podíl pojiva a zinkových částic Veličinou, která tuto vlastnost popisuje je tzv. objemová koncentrace pigmentu. Při vzrůstajícím množství částic zinku v pojivu budou tyto částice stále těsněji uspořádávány, až se začnou vzájemně dotýkat. Mezním stavem bude poměr těchto částic a pojiva, kdy dojde k úplnému těsnému dotyku částic bez možnosti jakéhokoliv dalšího prostorového stěsnání. Nastane situace, která se nazývá kritická objemová koncentrace pigmentu (KOKP). Bude-li dále zvyšován podíl zinkového prachu nebo snižován podíl pojiva, budou mezi nimi díky nestlačitelnosti zinkových částic vznikat póry, a to tím více, čím větší bude nedostatek pojiva oproti zinkovému prachu. (Sigmund 2008) Kritická objemová koncentrace pigmentu rozděluje zinkové barvy na dva typy: 1) Podíl zinkového prachu ve vytvrzeném nátěru je nižší, než KOKP. Tyto barvy vykazují velmi vysoký elektrický odpor nátěru a zanedbatelnou katodickou ochranu, vysoký difuzní odpor nátěru a významnou bariérovou ochranu, dále také vysokou mechanickou pevnost a tvrdost nátěru, vysokou přilnavost k podkladu a hlavně dlouhodobou stabilitu všech těchto vlastností. 2) Podíl zinkového prachu ve vytvrzeném nátěru je vyšší, než KOKP. U těchto barev je mechanická pevnost nátěrového filmu nízká. Čím nižší je podíl pojiva, tím nižší je mechanická pevnost nátěrového filmu se sklonem ke koheznímu lomu v nátěru. Nátěrový film je významně pórovitý s nízkým difuzním odporem. Díky těsnému kontaktu zinkových částic s ocelovým podkladem je i vzájemně nízký elektrický odpor nátěru.

(Sigmund 2008)

Zinkové barvy je možné takto připravit již ve výrobě. Stejné efekty však mohou nastat i při nesprávné přípravě barev před aplikací. Nedostatečně rozmíchaná barva bude mít v horní části obalu složení odpovídající nižšímu podílu zinkového prachu než KOKP, v dolní části obalu pak vyššímu.

(Sigmund 2008)

- 24 -

7 METODY ZKOUŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ POVLAKŮ 7.1 Korozní zkouška v kondenzační komoře Zkouška v kondenzační komoře odpovídá normě ČSN 03 8131. Je vhodná především ke zjišťování odolnosti kovových materiálů a ochranných povlaků proti atmosférické korozi. V kondenzační komoře je vzorek vystaven působícím činitelům atmosférické koroze, tj. kondenzaci vodních par za zvýšené teploty, případně za spolupůsobení znečištění zkušebního prostředí kysličníkem siřičitým. Konstrukce zkušební komory není normalizována, musí však splňovat následující podmínky: Vyrobena z nekorodujícího materiálu. Odpovídající tvar, aby nedocházelo ke skapávání zkondenzované vody na zkušební vzorky. Vybavena topným tělesem a automatickou regulací teploty ohřívající vodní lázeň tak, aby teplota a vlhkost odpovídaly normě. Vodní lázeň zaujímá 7 – 10 % objemu komory.

Obr. 8 Kondenzační komora 7.1.1 Zkušební prostředí Při zkoušce musí být udržovaná teplota uvnitř zkušebního prostoru 35 ± 2 ºC a relativní vlhkost vzduchu 100 %. Vodní lázeň je tvořena demineralizovanou nebo

- 25 -

destilovanou vodou. Doba trvání zkoušky, příprava a počet zkušebních vzorků se volí v souladu s ČSN 03 8101.

7.2 Korozní zkouška v umělé atmosféře – Zkouška solnou mlhou Zkouška solnou mlhou (roztokem neutrálního chloridu sodného – metoda NSS) vychází z normy ČSN EN ISO 9227 a používá se pro: Kovy a jejich slitiny. Kovové povlaky – anodické i katodické. Konverzní povlaky. Povlaky vytvořené anodickou oxidací. Organické povlaky na kovových podkladech. Hodnota pH solného roztoku rozprašovaného ve zkušební komoře se pohybuje v rozmezí 6,5 až 7,2. Koncentrace chloridu sodného je (50 ± 5) g/l a teplota uvnitř komory je 35 ± 2 ºC. Doba trvání zkoušky odpovídá specifikaci pro zkoušený materiál nebo výrobek. Doporučené doby trvání zkoušky jsou 2h, 6h, 24h, 48h, 96h, 168h, 240h, 480h, 720h a 1000h. Při zkoušce vzorků s předepsanou dobou zkoušení lze provádět krátké periodické vizuální kontroly.

Obr. 9 Zkušební komora pro zkoušku solnou mlhou

- 26 -

7.3 Stanovení tloušťky nátěru K měření tloušťky suchého povlaku lze použít nedestruktivní metodu měření přístrojem Permascope. Tento způsob představuje nedestruktivní postup měření nemagnetických zaschlých nátěrových filmů na magnetických kovových podkladech. Princip tohoto přístroje spočívá v měření odporu magnetického toku, který proniká nátěrem na podklad. Z důvodu výkyvů u běžných přístrojů je nezbytné, aby pro každou plochu bylo provedeno více odečetů a byla tak získána místní tloušťka jako průměr těchto měření.

Obr. 10 Přístroj Permascope sloužící k měření tloušťky nátěru

7.4 Zkouška hloubením Zkouška hloubením se zabývá hodnocením odolnosti povlaku proti praskání nebo odloupnutí od kovového podkladu po vystavení postupné deformaci. Odolnost při hloubení udává míru tažnosti povlaku. Zkouška se provádí na zařízením vybavené raznicí, razníkem a přidržovačem zkušebního tělesa a vychází z normy ČSN EN ISO 20482. Takové zařízení je zobrazené na Obr. 11. U zkoušky hloubením se zkušební těleso upne mezi přidržovač a raznici uvnitř přístroje a razník s kulovým zakončením o průměru 20 mm se zatlačuje do zkušebního tělesa konstantní rychlostí tak, aby se na vnější straně, která je ošetřena ochranným

- 27 -

povlakem, vytvořila deformace ve tvaru polokoule. Rychlost vtlačování by měla být konstantní od 0,08 mm s-1 do 0,3 mm s-1. Deformace se zvětšuje do předepsané hloubky nebo do doby prasknutí či odloupnutí ochranné vrstvy od podkladu. Zkušební těleso je během zkoušky pozorováno pod mikroskopem, aby bylo možné s jistotou určit okamžik porušení ochranné vrstvy a odečíst ve správný čas hodnotu vtlačení razníku.

Obr. 11 Zkušební zařízení pro zkoušku hloubením

Obr. 12 Schematické znázornění pro zkoušku hloubením 1 – razník, 2 – přidržovač, 3 – zkušební těleso, 4 – raznice

- 28 -

7.5 Ohybová zkouška na válcovém trnu Ohybová zkouška na válcovém trnu, která vychází z normy ČSN ISO 1519, slouží ke stanovní odolnosti nátěru vůči praskání nebo uvolňování od kovového podkladu při ohybu přes válcový trn za stanovených podmínek. Pro náš účel bylo využito zařízení pro měření tvárnosti na válcovém trnu Obr. 13, jehož součástí je i sada zkušebních trnů o různých průměrech uvedená na Obr. 14.

Obr. 13 Zařízení pro měření tvárnosti na válcovém trnu

Obr. 14 Sada zkušebních trnů Pokud není stanoveno jinak, zkouška se provádí při teplotě 23 ± 2 ºC a relativní vlhkosti vzduchu 50 ± 5 %. Zkušební vzorek se upevní do zařízení a přes vložený zkušební trn o největším průměru se plynule ohne o 180 º. Vzorek se vyjme a vyhodnotí, zda vzniklo poškození. V případě, že k poškození nedošlo, je zkouška opakována se zkušebním trnem menšího průměru.

- 29 -

7.6 Mřížková zkouška Tato zkušební metoda vychází z normy ČSN ISO 2409, je zaměřená na určení přilnavosti a aplikuje se jako šestistupňová klasifikační zkouška. Není-li stanoveno jinak, zkouší se při teplotě 23 ± 2 ºC a relativní vlhkosti vzduchu 50 ± 5 %. Počet řezů v každém směru mřížky je 6 a rozestupy mezi jednotlivými řezy musí být stejné a závisí na tloušťce nátěru. Řezný nástroj se položí kolmo na zkoušený nátěr. Stálým tlakem za použití vodící šablony se zhotoví řezy do nátěru, všechny řezy musí proniknout až k podkladu. Tento postup se opakuje při otočení zkušebních vzorků o 90 º tak, aby vznikla mřížka. Při zkouškách na tvrdých podkladech se využije samolepící pásky, která se odvine a odřízne se z ní kousek pásky o délce přibližně 75 mm. Páska se umístí do středu mřížky rovnoběžně s jedním svazkem řezů a uhladí se prstem tak, aby překrývala mřížku nejméně 20 mm. Samolepící páska se uchopí za volný konec a stáhne se za 0,5 až 1 s pod úhlem přibližně 60 º.

Obr. 15 Souprava na mřížkovou zkoušku Klasifikace zkušebních výsledků 

0 – Řezy jsou zcela hladké, žádný čtverec není poškozen



1 – Nepatrné poškození v místech, kde se řezy kříží. Poškozená plocha nesmí přesáhnout 5 %.

- 30 -



2 – Nátěr je nepatrně poškozen podél řezů a při jejich křížení. Povrch mřížky smí být poškozen o více než 5 % a méně než 15 % celkové plochy.



3 – Nátěr je částečně poškozen v rozích řezů, podél řezných hran částečně nebo celý, na různých místech mřížky. Poškození mřížky je větší než 15 %, ale menší jak 35 %.



4 – Na nátěru jsou velké změny v rozích řezů a některé čtverečky jsou částečně nebo zcela poškozeny. Plocha mřížky je poškozena z více jak 35 %, ale méně než 65 %.



5 – Změny, které jsou větší než u stupně 4.

Stupeň 0

Stupeň 1

Stupeň 2

Stupeň 3

Stupeň 4 Obr. 16 Klasifikace zkušebních výsledků (www.kmm.zcu.cz)

- 31 -

7.7 Příprava vzorků Pro laboratorní zkoušky byl vybrán ocelový plech z materiálu 11 323, ze kterého byly připraveny zkušební vzorky o rozměrech 165 65 0,8 mm. Pro přípravu první poloviny vzorků posloužil zmiňovaný materiál, který nebyl napaden korozí a pro zbývající část vzorků pak posloužil stejný materiál, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí. Pro každý druh povrchové ochrany byly připraveny následující počty vzorků: Etalon vzorku s korozí:

8 ks

Etalon vzorku bez koroze:

8 ks

Vzorek s korozí pro zkoušku solnou mlhou:

8 ks

Vzorek bez koroze pro zkoušku solnou mlhou:

8 ks

Vzorek s korozí pro kondenzační komoru s H2O:

8 ks

Vzorek bez koroze pro kondenzační komoru s H2O:

8 ks

Celkem tedy bylo nutné připravit pro každý druh nátěrové hmoty 48 zkušebních vzorků, což při 5 druzích odpovídá 240 ks.

7.8 Charakteristika ochranných povlaků K hodnocení mechanických vlastností ochranných povlaků na oceli byly vybrány 2 spreje a 3 barvy, které se od sebe lišily obsahem zinku, výrobcem a dalšími vlastnostmi. Barvy byly na zkušební vzorky naneseny štětcem dle doporučení výrobce. 7.8.1 HEMPEL´S ZINC PRIMER 16490 Jedná se o jednosložkovou, rychle schnoucí fenoxylovou nátěrovou hmotu s vysokou molekulární hmotností a vysokým obsahem hmotnostního zinku v suchém filmu 65 %. Používá se jako ochranný základní nátěr na oceli v silně korozním prostředí, pro opravy nátěru s vysokým obsahem zinku, nebo pro opravy pozinkované oceli. Způsob nanášení je doporučován štětcem nebo nástřikem. V závislosti na účelu a oblasti použití může být specifikovaná jiná tloušťka nátěrového filmu, normální rozsah však je 25 až 35 μm. 7.8.2 S2357 ZINEX Je epoxyesterová zinková barva, která se vyrábí disperzí zinkového prachu v roztoku epoxyesterové pryskyřice v organických rozpouštědlech s přídavkem aditiv.

- 32 -

Používá se jako základní nátěr ocelových předmětů, na které jsou kladeny vysoké požadavky z hlediska protikorozní ochrany. Nanáší se štětcem nebo stříkáním. Doporučená tloušťka suchého filmu je 25 až 35 μm na jednu vrstvu, přičemž výrobce doporučuje 1 až 2 nátěry v intervalu nanášení 2 až 3 h/23 °C. Materiál ošetřený tímto nátěrem se dá svařovat elektricky i bodově do maximální tloušťky povlaku 25 mikrometrů. Tato barva není určena pro nátěry přicházející do přímého styku s potravinami, pitnou vodou, krmivy a k nátěrům dětského nábytku a hraček. Jako vrchní nátěr lze použít všechny běžné druhy nátěrových hmot syntetických, olejových, popřípadě další výrobky s vysokou odolností vůči povětrnostním vlivům. Nátěr zinkové barvy o tloušťce 25 až 30 mikrometrů chrání jemně otryskané předměty za normálních podmínek 6 měsíců. 7.8.3 Wiegel LZ-09 Jde o silnovrstvý nátěrový systém použitelný pro venkovní i vnitřní prostředí na opravy vadných míst na žárově pozinkovaných ocelových dílech, pro pozinkované plochy poškozené broušením nebo svařováním a pro drobné nepozinkované díly, které mají být opticky přizpůsobeny pozinkovaným konstrukcím. Aplikace se provádí převážně nátěrem a válečkem v doporučené tloušťce 100 μm v suchém stavu. 7.8.4 MAX COLOR – zinkohliníkový sprej Zinkohliníkový sprej je vhodný pro konstrukce ohrožené vodou nebo povětrnostními vlivy, k rychlým opravám zinkových povrchů nebo základových barev, u nichž došlo během svařování, bouraní atd. k poškození. Je také použitelný pro potrubní vedení. Sprej je vydatný, nestéká a zaručuje tak čistý a rychlý pracovní postup. 7.8.5 WEICON Zinkový sprej Kombinací zinkových a hliníkových vločkových pigmentů se speciálně vytvořeným stupněm čistoty (99,9%) byl vytvořen tento produkt. Kvalita pigmentů tohoto spreje splňuje vyšší požadavky průmyslových uživatelů. Výrobce udává, že dlouhodobá korozní ochrana odolává v solném testu déle než 550 hodin. Doporučená tloušťka je cca 30 – 50 μm.

- 33 -

8 VÝSLEDKY ZKOUŠEK 8.1 Stanovení tloušťky povlaku K měření tloušťky povlaku byla použita nedestruktivní metoda přístrojem Permascope, pomocí které bylo vždy na každém etalonu u všech povrchových ochran provedeno pět měření. Výsledky měření tloušťky jednotlivých povrchových ochran jsou uvedeny v Tab. 1 až Tab. 10. Zkouška odpovídá ČSN EN ISO 2808. Tab. 1 Tloušťka povlaku WEICON Zinkový sprej – etanoly bez koroze Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 31 43 37 45 38 38,8 1 48 32 39 43 50 42,4 2 30 42 37 53 46 41,6 3 39 34 32 35 37 35,4 4 51 48 46 43 48 47,2 5 43 38 39 41 40 40,2 6 42 44 45 39 41 42,2 7 37 34 38 33 36 35,6 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 40,4

Tab. 2 Tloušťka povlaku WEICON Zinkový sprej – etanoly s korozí Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 51 46 52 49 48 49,2 1 46 49 47 50 44 47,2 2 45 48 50 43 45 46,2 3 43 46 44 46 43 44,4 4 46 41 44 42 39 42,4 5 49 53 50 48 51 50,2 6 42 49 43 45 47 45,2 7 39 43 36 39 37 38,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 45,5 Z Tab. 1 a Tab. 2 je zřejmé, že průměrná tloušťka zinkového spreje od firmy Weicon na zkušebních vzorcích z materiálu, který nebyl před nanesení tohoto ochranného povlaku napaden korozí, činila 40,4 mikrometrů a u vzorků kdy povrch byl napaden rovnoměrnou korozí, činila 45,5 mikrometrů.

- 34 -

Tab. 3 Tloušťka povlaku MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej – etanoly bez koroze Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 31 34 37 35 33 34 1 33 37 42 34 37 36,6 2 34 43 41 37 34 37,8 3 35 39 45 38 35 38,4 4 32 38 42 38 34 36,8 5 33 41 38 40 31 36,6 6 32 34 39 44 36 37 7 34 37 43 38 32 36,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 36,8 Tab. 4 Tloušťka povlaku MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej – etanoly s korozí Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 34 38 42 43 39 39,2 1 36 34 38 40 39 37,4 2 37 40 46 35 31 37,8 3 39 43 45 38 32 39,4 4 34 39 46 42 36 39,4 5 32 37 41 43 40 38,6 6 35 39 38 41 38 38,2 7 39 45 43 40 37 40,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 38,9 Z Tab. 3 a Tab. 4 je opět patrné, že průměrná tloušťka zinkohliníkového spreje od firmy Maxcolor na zkušebních vzorcích, které před nanesením této povrchové ochrany korozí napadeny nebyly, tvořila 36,8 mikrometrů a u vzorků, jejichž povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, tvořila 38,9 mikrometrů. Tab. 5 Tloušťka povlaku Wiegel LZ-09 – etanoly bez koroze Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 102 114 120 136 109 116,2 1 108 120 132 134 112 121,2 2 100 112 124 135 118 117,8 3 103 114 123 116 106 112,4 4 101 112 120 135 105 114,6 5 107 117 125 128 109 117,2 6 105 123 129 117 122 119,2 7 104 116 114 126 102 112,4 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 116,4

- 35 -

Tab. 6 Tloušťka povlaku Wiegel LZ-09 – etanoly s korozí Vzorek číslo Tloušťka povlaku [μm] 103 112 120 118 107 1 106 108 118 116 109 2 100 120 117 113 104 3 107 116 121 114 108 4 105 116 114 112 100 5 104 109 106 120 103 6 106 117 109 116 101 7 102 114 119 121 105 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm]

Průměrná tl. vzorku 112 111,4 110,8 113,2 109,4 108,4 109,8 112,2 110,9

Z Tab. 5 a Tab. 6 je zřejmé, že průměrná tloušťka na zkušebních vzorcích, které před nanesením barvy LZ-09 od firmy Wiegel korozí napadeny nebyly, tvořila 116,4 mikrometrů a u vzorků, jejichž povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, tvořila 110,9 mikrometrů. Tab. 7 Tloušťka povlaku HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 – etanoly bez koroze Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 63 67 70 69 55 64,8 1 65 69 68 71 60 66,6 2 65 68 60 70 64 65,4 3 60 67 73 59 63 64,4 4 57 62 65 66 59 61,8 5 64 69 73 67 62 67,0 6 62 70 69 59 54 62,8 7 60 65 69 63 57 62,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 64,5 Tab. 8 Tloušťka povlaku HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 – etanoly s korozí Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 60 69 70 68 63 66,0 1 58 70 67 66 64 65,0 2 63 65 68 72 62 66,0 3 65 67 64 59 54 61,8 4 59 65 69 72 61 65,2 5 68 69 72 70 58 67,4 6 64 69 67 73 59 66,4 7 57 63 70 67 62 63,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 65,2

- 36 -

Z Tab. 7 a Tab. 8 vyplývá, že průměrná tloušťka na zkušebních vzorcích, které před nanesením barvy HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 korozí napadeny nebyly, tvořila 64,5 mikrometrů a u vzorků, jejichž povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, tvořila 65,2 mikrometrů. Tab. 9 Tloušťka povlaku S2357 ZINEX – etanoly bez koroze Vzorek Průměrná tl. číslo Tloušťka povlaku [μm] vzorku 62 68 69 68 59 65,2 1 66 60 62 70 59 63,4 2 63 68 74 69 62 67,2 3 65 67 69 75 70 69,2 4 65 69 64 72 68 67,6 5 69 63 67 66 59 64,8 6 57 69 75 68 70 67,8 7 58 62 66 74 69 65,8 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm] 66,4 Tab. 10 Tloušťka povlaku S2357 ZINEX – etanoly s korozí Vzorek číslo Tloušťka povlaku [μm] 59 64 67 72 69 1 67 59 76 73 67 2 58 61 65 70 67 3 64 67 73 72 65 4 59 62 67 71 60 5 63 68 73 70 68 6 66 68 76 73 67 7 57 61 65 69 55 8 Celková průměrná tloušťka povlaku [μm]

Průměrná tl. vzorku 66,2 68,4 64,2 68,2 63,8 68,4 70,0 61,4 66,3

Z Tab. 9 a Tab. 10 je zřejmé, že průměrná tloušťka povlaku barvy S2357 ZINEX na zkušebních vzorcích z materiálu, který nebyl před nanesení tohoto ochranného povlaku napaden korozí, činila 66,4 mikrometrů a u vzorků jejichž povrch byl napaden rovnoměrnou korozí, činila 66,3 mikrometrů.

8.2 Korozní zkouška v kondenzační komoře Zkouška je vhodná především ke zjišťování odolnosti ochranných povlaků proti atmosférické korozi a odpovídá normě ČSN 03 8131. Na zkušebních vzorcích, které byly umístěny v kondenzační komoře po dobu 720 hodin, byla provedena po jejich vytažení vizuální kontrola s následujícími výsledky.

- 37 -

WEICON Zinkový sprej Zkušební vzorky, které nebyly před nanesením zinkového spreje napadeny korozí, vykazovaly po zkoušce v kondenzační komoře celoplošné napadení korozí s puchýři o velikosti asi 1 milimetru. Vzorky, které již byly před nanesením povrchové ochrany napadeny rovnoměrnou korozí, se prokazovaly rovněž celoplošným napadením koroze, ovšem puchýřky dosahovaly velikosti asi 3 milimetrů. 1

2

Obr. 17 WEICON Zinkový sprej po zkoušce v kondenzační komoře 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím zinkového spreje korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením povrchové ochrany pokryt rovnoměrnou korozí MAX COLOR – zinkohliníkový sprej Zkušební vzorky, které nebyly před nanesením povrchové ochrany napadeny korozí, vykazovaly po zkoušce v kondenzační komoře místní prokorodování s velikostí zrn rzi asi 1milimetru. Zkušební vzorky, které byly před nanesením povrchové ochrany napadeny rovnoměrnou korozí, vykazovaly po zkoušce v kondenzační komoře celoplošné prokorodování s velikostí zrn rzi asi 2 milimetrů. Objevily se i lokální puchýře velikosti 2 milimetrů.

- 38 -

1

2

Obr. 18 MAX COLOR – zinkohliníkový sprej po zkoušce v kondenzační komoře 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím zinkohliníkového spreje korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením povrchové ochrany pokryt korozí Zbylé druhy povrchových ochran Zkušební vzorky, které byly ošetřeny zbývajícími druhy nátěrových systémů, ať už se jedná o vzorky napadené rovnoměrnou korozí či nenapadené, nevykazovaly po zkoušce v kondenzační komoře ani po 720 hodinách při vizuální kontrole žádné poškození.

8.3 Zkouška solnou mlhou Zkouška solnou mlhou (roztokem neutrálního chloridu sodného) vychází z normy ČSN EN ISO 9227. Podle této normy byly umístěny vzorky ve zkušební komoře po dobu 720 hodin a po této době na nich byla provedena vizuální kontrola s následujícími výsledky.

- 39 -

WEICON Zinkový sprej Na vzorcích, které nebyly před nanesením zinkového spreje napadeny korozí, se po 720 hodinách ve zkušební komoře projevila degradace zinkového povrchu, puchýře se však nevyskytly. Na vzorcích, jejichž povrch byl před nanesením zinkového spreje pokryt rovnoměrnou korozí, se projevila také degradace zinkového povrchu, objevily se však i puchýře o velikosti asi 4 milimetrů. 1

2

Obr. 19 WEICON Zinkový sprej po zkoušce solnou mlhou 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím zinkového spreje korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením povrchové ochrany pokryt rovnoměrnou korozí MAX COLOR – zinkohliníkový sprej Zkušební vzorky, které nebyly před nanesením povrchové ochrany napadeny korozí, vykazovaly po zkoušce solnou mlhou celoplošné prokorodování hnědou rzí, puchýře se nevyskytly. Zkušební vzorky, které byly před nanesením povrchové ochrany napadeny rovnoměrnou korozí, vykazovaly po zkoušce solnou mlhou celoplošné prokorodování hnědou rzí. Objevily se i puchýře o velikosti asi 5 milimetrů.

- 40 -

1

2

Obr. 20 MAX COLOR - zinkohliníkový sprej po zkoušce solnou mlhou 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím zinkohliníkového spreje korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením povrchové ochrany pokryt korozí Wiegel LZ-09 U všech vzorků došlo po 720 hodinách ve zkušební komoře k degradaci povrchové vrstvy. Vzorky byly natolik poškozeny, že nebylo možné provést další mechanické zkoušky. 1 2

Obr. 21 Wiegel LZ- 09 po zkoušce solnou mlhou 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím nátěrové hmoty korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením nátěrové hmoty pokryt korozí

- 41 -

HEMPEL´S ZINC PRIMER 16490 U všech vzorků došlo po 720 hodinách ve zkušební komoře k lehkému prokorodování v závislosti na pórovitosti nátěrové hmoty.

1

2

Obr. 22 HEMPEL´S ZINC PRIMER 16490 po zkoušce solnou mlhou 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím nátěrové hmoty korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením nátěrové hmoty pokryt korozí

S2357 ZINEX U zkušeních vzorků, ať už napadených rovnoměrnou korozí či nenapadených, nedošlo po 720 hodinách v komoře k viditelnému poškození, projevila se jen oxidace povrchové vrstvy.

- 42 -

1

2

Obr. 23 S2357 ZINEX po zkoušce solnou mlhou 1 – Vzorek, který nebyl napaden před použitím nátěrové hmoty korozí, 2 – Vzorek, jehož povrch byl před nanesením nátěrové hmoty pokryt korozí

8.4 Hodnocení odolnosti při hloubení Tato metoda se zabývá hodnocením odolnosti povlaku proti praskání nebo odloupnutí od kovového podkladu po vystavení postupné deformaci. K tomuto účelu byl využit Erichsenův přístroj dle ČSN EN ISO 1520. Zkouška spočívala v zatlačování razníku s kulovým zakončením o průměru 20 mm do zkušebního tělesa konstantní rychlostí a sledováním doby porušení ochranného povlaku. Hodnoty, při kterých došlo k porušení povlaku, jsou zaznamenány v tabulkách. Maximální hloubka vtisku byla 5 milimetrů. WEICON Zinkový sprej Tab. 11 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej Hloubka vtlačeného zkušebního tělesa [mm] Zkoušený vzorek (okamžik porušení vrstvy) Etalon bez koroze bez poškození bez poškození bez poškození Etalon s korozí bez poškození bez poškození bez poškození Z kond. komory s H2O – bez koroze 0,40 0,35 0,40 Z kond. komory s H2O – s korozí Po zkoušce solnou mlhou – bez koroze Po zkoušce solnou mlhou – s korozí

0,40 0,40 0,75

- 43 -

0,60 0,40 0,65

0,40 0,30 0,80

1

2

3

Obr. 24 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí 4

5

6

Obr. 25 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej 4 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl před použitím zinkového spreje pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Zkušební vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl před použitím zinkového spreje napaden korozí, 6 – Zkušební vzorek, jehož povrch byl před zkouškou solnou mlhou napaden rovnoměrnou korozí

- 44 -

MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej Tab. 12 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej Hloubka vtlačeného zkušebního tělesa [mm] Zkoušený vzorek Etalon bez koroze Etalon s korozí Z kond. komory s H2O - bez koroze

(okamžik porušení vrstvy) 3,5 3 4 bez poškození bez poškození bez poškození 0,80 0,80 0,70

Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

1

0,70 0,50 0,70

2

0,80 0,50 0,70

0,90 0,70 0,50

3

Obr. 26 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí

- 45 -

4

5

6

Obr. 27 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej 4 - Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

Wiegel LZ-09 Tab. 13 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 Hloubka vtlačeného zkušebního tělesa [mm] Zkoušený vzorek (okamžik porušení vrstvy) Etalon bez koroze bez poškození bez poškození bez poškození Etalon s korozí bez poškození bez poškození bez poškození Z kond. Komory s H2O – bez koroze 1,35 1,40 1,20 Z kond. Komory s H2O – s korozí 2,40 2,20 2,20 Po zkoušce solnou mlhou – bez koroze nelze hodnotit nelze hodnotit nelze hodnotit Po zkoušce solnou mlhou – s korozí nelze hodnotit nelze hodnotit nelze hodnotit

- 46 -

1

2

3

4

Obr. 28 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí, 4 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí Zkušební vzorky po zkoušce solnou mlhou byly po 720 hodinách natolik degradovány, že na nich nešlo danou metodu použít.

HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 Tab. 14 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 Hloubka vtlačeného zkušebního tělesa [mm] Zkoušený vzorek (okamžik porušení vrstvy) Etalon bez koroze 2,80 2,70 2,80 Etalon s korozí 2,85 2,85 2,80 Z kond. komory s H2O - bez koroze 0,30 0,50 0,55 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

0,80 0,60 0,50

- 47 -

1,10 0,50 0,55

1,00 0,50 0,45

1

2

3

Obr. 29 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí 4

5

6

Obr. 30 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 4 - Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

- 48 -

S2357 ZINEX Tab. 15 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX Hloubka vtlačeného zkušebního tělesa [mm] Zkoušený vzorek (okamžik porušení vrstvy) Etalon bez koroze bez poškození bez poškození bez poškození Etalon s korozí bez poškození bez poškození bez poškození Z kond. komory s H2O - bez koroze bez poškození bez poškození bez poškození Z kond. komory s H2O - s korozí bez poškození bez poškození bez poškození Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze 0,75 0,65 0,70 Po zkoušce solnou mlhou - s korozí 0,80 0,85 0,90

1

2

3

Obr. 31 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí

- 49 -

4

5

6

Obr. 32 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX 4 - Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

8.5 Mřížková zkouška Tato zkušební metoda vychází z normy ČSN ISO 2409 a je zaměřená na určení přilnavosti ochranného povlaku. WEICON Zinkový sprej Tab. 16 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej Zkoušený vzorek Klasifikace zkušebního vzorku Etalon bez koroze 0 Etalon s korozí 0 Z kond. komory s H2O - bez koroze 3 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

- 50 -

4 4 4

1

2

3

Obr. 33 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí 4

5

6

Obr. 34 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej 4 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

- 51 -

MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej Tab. 17 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej Zkoušený vzorek Klasifikace zkušebního vzorku Etalon bez koroze 0 Etalon s korozí 0 Z kond. komory s H2O - bez koroze 2 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

1

2

2 2 3

3

Obr. 35 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí

- 52 -

4

5

6

Obr. 36 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej 4 - Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí Wiegel LZ-09 Tab. 18 Hodnocení přilnavosti Wiegel LZ-09 Zkoušený vzorek Klasifikace zkušebního vzorku Etalon bez koroze 0 Etalon s korozí 0 Z kond. komory s H2O - bez koroze 0 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

0 nelze hodnotit nelze hodnotit

Zkušební vzorky, ošetřené barvou Wiegel LZ-09 byly po zkoušce solnou mlhou po 720 hodinách natolik degradovány, že na nich nešlo danou metodu použít.

- 53 -

1

2

3

4

Obr. 37 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí, 4 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 Tab. 19 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 Zkoušený vzorek Klasifikace zkušebního vzorku Etalon bez koroze 1 Etalon s korozí 2 Z kond. komory s H2O - bez koroze 2 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

- 54 -

4 2 2

1

2

3

Obr. 38 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí 4

5

6

Obr. 39 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 4 - Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

- 55 -

S2357 ZINEX Tab. 20 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX Zkoušený vzorek Klasifikace zkušebního vzorku Etalon bez koroze 0 Etalon s korozí 0 Z kond. komory s H2O - bez koroze 0 Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

1

2

0 2 4

3

Obr. 40 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX 1 – Etalon, který nebyl napaden korozí, 2 – Etalon, jehož povrch byl pokryt rovnoměrnou korozí, 3 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který nebyl pokryt korozí

- 56 -

4

5

6

Obr. 41 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX 4 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl pokryt rovnoměrnou korozí, 5 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který nebyl napaden korozí, 6 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí

8.6 Ohybová zkouška na válcovém trnu Tato zkouška je zaměřena na odolnost povlaků vůči praskání nebo uvolňování od kovového podkladu při ohybu přes válcový trn. K tomuto účelu byly použity zkušební trny o průměrech 10 a 16 milimetrů. Zkouška vychází z normy ČSN EN ISO1519 a její výsledky jsou uvedeny v tabulkách. Tab. 21 Hodnocení odolnosti v ohybu WEICON zinkový sprej Zkušební trn Zkoušený vzorek ø10 mm ø16 mm Etalon bez koroze bez poškození Etalon s korozí bez poškození Z kond. komory s H2O - bez koroze uvolnění vrstvy popraskání vrstvy Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

uvolnění vrstvy popraskání vrstvy uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy

- 57 -

1

2

Obr. 42 Hodnocení odolnosti v ohybu WEICON Zinkový sprej 1 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø10mm, 2 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø16mm Tab. 22 Hodnocení odolnosti v ohybu MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej Zkušební trn Zkoušený vzorek ø10 mm ø16 mm Etalon bez koroze bez poškození Etalon s korozí bez poškození Z kond. komory s H2O - bez koroze popraskání vrstvy bez porušení Z kond. komory s H2O - s korozí uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze popraskání vrstvy popraskání vrstvy Po zkoušce solnou mlhou - s korozí uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy

- 58 -

1

2

Obr. 43 Hodnocení odolnosti v ohybu MAXCOLOR – zinkohliníkový sprej 1 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø10mm, 2 – Zkušební vzorek z kondenzační komory s H2O, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø16mm Tab. 23 Hodnocení odolnosti v ohybu Wiegel LZ-09 Zkoušený vzorek Etalon bez koroze Etalon s korozí Z kond. komory s H2O - bez koroze Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí

Zkušební trn ø10 mm ø16 mm bez poškození bez poškození popraskání vrstvy popraskání vrstvy uvolnění vrstvy nelze hodnotit nelze hodnotit

- 59 -

popraskání vrstvy nelze hodnotit nelze hodnotit

Tab. 24 Hodnocení odolnosti v ohybu HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 Zkušební trn Zkoušený vzorek ø10 mm ø16 mm Etalon bez koroze bez poškození Etalon s korozí bez poškození Z kond. komory s H2O - bez koroze bez poškození Z kond. komory s H2O - s korozí uvolnění vrstvy popraskání vrstvy Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze popraskání vrstvy bez porušení Po zkoušce solnou mlhou - s korozí popraskání vrstvy bez porušení Tab. 25 Hodnocení odolnosti v ohybu S2357 ZINEX Zkoušený vzorek Etalon bez koroze Etalon s korozí Z kond. komory s H2O - bez koroze Z kond. komory s H2O - s korozí Po zkoušce solnou mlhou - bez koroze Po zkoušce solnou mlhou - s korozí 1

Zkušební trn ø10 mm ø16 mm bez poškození bez poškození bez poškození bez poškození uvolnění vrstvy uvolnění vrstvy

popraskání vrstvy popraskání vrstvy

2

Obr. 44 Hodnocení odolnosti v ohybu S2357 ZINEX 1 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø10mm, 2 – Vzorek po zkoušce solnou mlhou, který byl napaden rovnoměrnou korozí a ohnut přes zkušební trn ø16mm - 60 -

9 DISKUZE A ZÁVĚR Tématem mé diplomové práce bylo „Využití zinku při ochraně proti korozi kovových materiálů.“ V úvodní teoretické části jsem uvedl možnosti využití zinku, jeho protikorozní ochrany včetně možnosti použití nátěrových hmot s obsahem částic zinku jako aktivního antikorozního pigmentu. Hlavní část diplomové práce tvoří výsledky laboratorních testů vybraných nátěrových hmot s vysokým obsahem zinkových částic a jejich srovnání se zinkovými spreji. K testům byly použity ocelové zkušební vzorky dvojího typu – čisté nezkorodované a vzorky pokryté rovnoměrnou korozí. Tyto vzorky byly testovány po dobu 720 hodin v komoře se solnou mlhou a v kondenzační komoře. Po ukončení testů byly vzorky kontrolovány vizuálně, mřížkovou zkouškou, odolností při hloubení a ohybem na válcovém trnu. Z komplexního pohledu na výsledky zkoušek nátěrových hmot lze prohlásit, že nejlépe ve všech zkouškách obstál S2357 ZINEX, který si počínal suverénně po zkouškách v kondenzační komoře. Z tohoto důvodu bych doporučil tento nátěrový systém především při ochraně proti atmosférické korozi. Po zkoušce solnou mlhou ho však u některých mechanických zkoušek předčila nátěrová hmota HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490, a to především u ohybové zkoušky na válcovém trnu. U sprejů lze prohlásit, že z komplexního hlediska pohledu na výsledky obstál lépe MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej, který si počínal lépe především při mechanických zkouškách. Ze srovnání výsledků zkoušek mezi nátěrovými hmotami a spreji vyplývá, že nátěrové hmoty dosahovaly po ukončení testů nejen lepších výsledků při vizuální kontrole, ale také především při mechanických zkouškách ochranného povlaku. Z tohoto důvodu bych doporučil na mechanicky namáhané součásti raději nátěrové hmoty než spreje, což také vyplývá z odborné literatury i prospektů firem zabývající se touto problematikou. Rozdíly mezi všemi zkušebními vzorky, jejichž povrch byl před použitím povrchové ochrany pokryt rovnoměrnou korozí a nezkorodovanými vzorky se projevily, nebyly

však

nijak

výrazné.

V některých

případech

dosahovaly

vzorky

s povrchovou korozí dokonce lepších výsledků. To lze přisoudit lepšímu zakotvení ochranného povlaku k základnímu materiálu. - 61 -

Výsledky provedených zkoušek by měly být ověřeny dalším větším experimentem doplněným o metalografický rozbor.

- 62 -

10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY BARTONÍČEK, Robert. Navrhování protikorozní ochrany. 1. vyd. Praha: SNTL, 1980. 287s ČERNÝ, M. a kol.: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. 1. vyd. Praha: SNTL, 1984. 264 s. HAVRÁNKOVÁ, Zdeňka a KOLEKTIV AUTORŮ. Příručka žárového zinkování. Ostrava: AČSZ, 2007, 56 s. JAŠ, František. Kvalita vo zvarani. Stara Lesna V. Tatry, 2008. Katedra materiálu a strojírenské metalurgie Fakulty strojní. Západočeská univerzita v Plzni [online]. Dostupné z: http://www.kmm.zcu.cz/ KRAUS.

Povrchy

a

jejich

úpravy

[online].

Dostupné

z: http://tzs.kmm.zcu.cz/POUcelk.pdf OSTRÁ, Vladislava. Sherardování a jeho možné aplikace. Povrcháři [online]. 2008, č. 3. ISSN 1802-9833. Dostupné z: http://povrchari.cz/kestazeni/200803_povrchari.pdf SIGMUND, Jaroslav. Zinkové barvy = studené pozinkování: Skutečnosti a iluze. Povrcháři

[online].

2008,

č.

7.

ISSN

1802-9833.

Dostupné

z: http://www.povrchari.cz/kestazeni/200807_povrchari.pdf STRAŠÁK, Jan. Tvárné vlastnosti zinkových protikorozních povlaků. Brno, 2008. Diplomová práce. MZLU. ŠČERBEJOVÁ, Marta. Strojírenská technologie. 1. vyd. Brno: Vysoká škola zemědělská, 1993, 132 s. ISBN 80-715-7083-4. TMR-lepidla-tmely-spreje-nářadí s.r.o. [online]. Dostupné z: http://www.spreje.cz/ TULKA, Jaromír. Povrchové úpravy materiálu. Brno: VUT Brno, 2005. 134 s. VERNER, Petr. Odolnost kovových povlaků proti korozi. Brno, 2005. Disertační práce. MZLU.

- 63 -

SEZNAM POUŽITÝCH NOREM ČSN 03 8131. Korozní zkouška v kondenzační komoře. 1973. ČSN ISO 7384. Korozní zkoušky v umělé atmosféře: všeobecné požadavky. 1994. ČSN EN ISO 2808. Nátěrové hmoty - Stanovení tloušťky nátěru. 2000. ČSN ISO 1519. Ohybová zkouška: na válcovém trnu. 1994. ČSN ISO 2409. Nátěrové hmoty - Mřížková zkouška. 1993. ČSN EN ISO 9227. Korozní zkoušky v umělých atmosférách - Zkoušky solnou mlhou. 2007. ČSN EN ISO 20482. Kovové materiály - Plechy a pásy - Zkouška hloubením podle Erichsena. 2004.

- 64 -

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma elektrochemických potenciálů ................................................................ 13 Obr. 2 Závislost rychlosti koroze zinku na pH elektrolytu .............................................. 15 Obr. 3 Suché zinkování ................................................................................................... 17 Obr. 4 Mokré zinkování .................................................................................................. 17 Obr. 5 Stříkání kovu obloukovou pistolí ......................................................................... 19 Obr. 6 Žárové stříkání ..................................................................................................... 19 Obr. 7 Schéma ochrany tzv. obětovanou elektrodou ...................................................... 21 Obr. 8 Kondenzační komora ........................................................................................... 25 Obr. 9 Zkušební komora pro zkoušku solnou mlhou ....................................................... 26 Obr. 10 Přístroj Permascope sloužící k měření tloušťky nátěru ..................................... 27 Obr. 11 Zkušební zařízení pro zkoušku hloubením ......................................................... 28 Obr. 12 Schematické znázornění pro zkoušku hloubením............................................... 28 Obr. 13 Zařízení pro měření tvárnosti na válcovém trnu ............................................... 29 Obr. 14 Sada zkušebních trnů ......................................................................................... 29 Obr. 15 Souprava na mřížkovou zkoušku........................................................................ 30 Obr. 16 WEICON Zinkový sprej po zkoušce v kondenzační komoře .............................. 38 Obr. 17 MAX COLOR - zinkohliníkový sprej po zkoušce v kondenzační komoře .......... 39 Obr. 18 WEICON Zinkový sprej po zkoušce solnou mlhou ............................................ 40 Obr. 19 MAX COLOR - zinkohliníkový sprej po zkoušce solnou mlhou ........................ 41 Obr. 20 Wiegel LZ- 09 po zkoušce solnou mlhou ........................................................... 41 Obr. 21 HEMPEL´S ZINC PRIMER 16490 po zkoušce solnou mlhou ........................... 42 Obr. 22 S2357 ZINEX po zkoušce solnou mlhou ............................................................ 43 Obr. 23 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej .............................. 44 Obr. 24 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej .............................. 44 Obr. 25 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej ........... 45 Obr. 26 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej ........... 46 Obr. 27 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 .............................................. 47 Obr. 28 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............. 48 Obr. 29 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............. 48 Obr. 30 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX .............................................. 49 Obr. 31 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX .............................................. 50 Obr. 32 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej ................................................ 51 - 65 -

Obr. 33 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej ................................................ 51 Obr. 34 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej.............................. 52 Obr. 35 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej.............................. 53 Obr. 36 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 .............................................. 54 Obr. 37 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............................... 55 Obr. 38 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............................... 55 Obr. 39 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX ................................................................ 56 Obr. 40 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX ................................................................ 57 Obr. 41 Hodnocení odolnosti v ohybu WEICON Zinkový sprej ..................................... 58 Obr. 42 Hodnocení odolnosti v ohybu MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej .................. 59 Obr. 43 Hodnocení odolnosti v ohybu S2357 ZINEX ..................................................... 60

- 66 -

SEZNAM TABULEK Tab. 1 Tloušťka povlaku WEICON Zinkový sprej – etanoly bez koroze ......................... 34 Tab. 2 Tloušťka povlaku WEICON Zinkový sprej – etanoly s korozí ............................. 34 Tab. 3 Tloušťka povlaku MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej – etanoly bez koroze ...... 35 Tab. 4 Tloušťka povlaku MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej – etanoly s korozí .......... 35 Tab. 5 Tloušťka povlaku Wiegel LZ-09 – etanoly bez koroze ......................................... 35 Tab. 6 Tloušťka povlaku Wiegel LZ-09 – etanoly s korozí ............................................. 36 Tab. 7 Tloušťka povlaku HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 – etanoly bez koroze ........ 36 Tab. 8 Tloušťka povlaku HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 – etanoly s korozí ............ 36 Tab. 9 Tloušťka povlaku S2357 ZINEX – etanoly bez koroze......................................... 37 Tab. 10 Tloušťka povlaku S2357 ZINEX – etanoly s korozí ........................................... 37 Tab. 11 Hodnocení odolnosti při hloubení WEICON Zinkový sprej .............................. 43 Tab. 12 Hodnocení odolnosti při hloubení MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej ........... 45 Tab. 13 Hodnocení odolnosti při hloubení Wiegel LZ-09 .............................................. 46 Tab. 14 Hodnocení odolnosti při hloubení HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............. 47 Tab. 15 Hodnocení odolnosti při hloubení S2357 ZINEX .............................................. 49 Tab. 16 Hodnocení přilnavosti WEICON Zinkový sprej ................................................ 50 Tab. 17 Hodnocení přilnavosti MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej.............................. 52 Tab. 18 Hodnocení přilnavosti Wiegel LZ-09 ................................................................ 53 Tab. 19 Hodnocení přilnavosti HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 ............................... 54 Tab. 20 Hodnocení přilnavosti S2357 ZINEX ................................................................ 56 Tab. 21 Hodnocení odolnosti v ohybu WEICON zinkový sprej ...................................... 57 Tab. 22 Hodnocení odolnosti v ohybu MAXCOLOR - zinkohliníkový sprej .................. 58 Tab. 23 Hodnocení odolnosti v ohybu Wiegel LZ-09 ..................................................... 59 Tab. 24 Hodnocení odolnosti v ohybu HEMPEL'S ZINC PRIMER 16490 .................... 60 Tab. 25 Hodnocení odolnosti v ohybu S2357 ZINEX ..................................................... 60

- 67 -