Mendelova zemdlská a lesnická univerzita v Brn Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Mendelova zem d lská a lesnická univerzita v Brn Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Experimentální hodnocení vzork povrchové ochrany nádrží na siláž Diplomová práce

Vedoucí práce: doc. Ing. Marta Š erbejová, CSc. Brno 2009

Vypracoval: Bc. Ji í Horák

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Experimentální hodnocení vzork povrchové ochrany nádrží na siláž vypracoval samostatn a použil jen pramen , které cituji a uvádím v p iloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a m že být použita ke komer ním ú el m jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a d kana AF MZLU v Brn .

dne…………………………… podpis autora………………….

Pod kování D kuji doc. Ing. Mart Š erbejové, CSc., doc. Ing. Michalu ernému za vedení p i zpracování diplomové práce, za konzultace a ochotu p i poskytování rad a p ipomínek. D kuji rodi m za umožn ní studia, za pomoc a podporu p i studiu a zpracování diplomové práce.

Abstrakt: Tato diplomová práce na téma „Experimentální hodnocení vzork

povrchové

ochrany nádrží na siláž“ se zabývá volbou vhodné protikorozní ochrany silážních v ží s prost edím s kyselinou mlé nou. Práce má teoretickou a praktickou ást. V teoretické ásti je pojednáno o korozi a zp sob ochrany proti korozi. Dále jsou v této ásti rozebrány zkoušky nát rových hmot proti korozi. V praktické ásti je samotný experiment a charakteristika zkoušených nát rových hmot. Bylo odzkoušeno 21 r zných vzork v kondenza ní komo e s namá ením do 34% roztoku kyseliny mlé né. Následn byly vyhodnoceny jejich antikorozních vlastnosti (podkorodování, zm na vzhledu, p ilnavost m ížkovou a odtrhovou metodou) a vybrány a doporu eny nejvhodn jší nát rové hmoty. V potaz bylo bráno také ekonomické hledisko jednotlivých nát rových hmot. Nejlépe dopadly vzorky se základní epoxidovou nát rovou hmotou a vrchní epoxifenolickou nát rovou hmotou. Klí ová slova: koroze, kyselina mlé ná, nát rový systém This thesis on the theme „Experimental valuation of samples of silage tower surface protection“ is engaged in a choice of a suitable anticorrosive protection of silage towers with lactic acid environment. The paper has a theoretical and a practical part. The theoretical part described corrosion and methods of corrosion protection. There is also a description of methods for coating substances testing in this part of the thesis. In practical part there is the experiment and a characteristic of tested coating compositions. 21 different samples were tested in condensation chamber with dipping in 34% solution of lactic acid. Then their anticorrosive features were evaluated and optimal coating compositions were chosen and recommended. There was also the economic aspect of view of each coating composition taken into account. The best results were for samples with epoxy basic coating composition and epoxyphenolic upper coating composition. Key words: corrosion, lactic acid, coating composition

Obsah 1

ÚVOD ............................................................................................................... 7

2

SOU ASNÝ STAV EŠENÉ PROBLEMATIKY ......................................... 8 2.1 Definice koroze ............................................................................................. 8 2.2 Ochrana proti korozi ................................................................................... 10 2.2.1

Rozd lení ochrany proti korozi........................................................... 12

2.2.2

Ochrana proti korozi nát rovými hmotami ......................................... 13

2.2.2.1 Složení nát rových hmot ............................................................... 14 2.2.3

Ekologické aspekty a bezpe nost nát rových hmot ........................... 18

2.2.4

Ochrana proti korozi silážních prostor................................................ 20

2.3 Metodika hodnocení ochranné ú innosti nát rových hmot ........................ 21 2.3.1

Zkoušky normalizované ...................................................................... 22

2.3.1.1 Zkouška v mlze NaCl .................................................................... 22 2.3.1.2 Zkouška za p ítomnosti SO2 ......................................................... 25 2.3.1.3 Zkouška v kondenza ní komo e ................................................... 26 2.3.2

Zkoušky nenormalizované .................................................................. 27

2.3.3

Zkouška v kondenza ní komo e pro specifická zem d lská prost edí27

3

CÍL PRÁCE .................................................................................................... 29

4

MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ ................................................... 30 4.1 Charakteristika zkoušených nát rových hmot ............................................ 30 4.1.1

Technické a bezpe nostní vlastnosti dodaných nát rových hmot ...... 31

4.2 Charakteristika firmy Kohimex s.r.o. ......................................................... 37 4.2.1

Produkty firmy Kohimex s.r.o. ........................................................... 37

4.3 Pr b h a podmínky zkoušky ....................................................................... 39 5

VÝSLEDKY PRÁCE ..................................................................................... 41 5.1 Hodnocení vzhledu ..................................................................................... 41 5.2 Hodnocení podkorodování .......................................................................... 44 5.3 Hodnocení p ilnavosti m ížkovou metodou ............................................... 46 5.4 Hodnocení p ilnavosti odtrhem .................................................................. 49 5.5 Vyhodnocení ............................................................................................... 54 5.5.1

Doporu ené nát rové hmoty ............................................................... 57

5.5.1.1 Ekonomické porovnání doporu ených nát rových hmot.............. 57 5.5.2

Nedoporu ené nát rové hmoty ........................................................... 59

6

ZÁV R ........................................................................................................... 60

7

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ............................................................ 62

8

SEZNAM POUŽITÝCH NOREM ................................................................. 63

9

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ............................................................. 63

10

SEZNAM OBRÁZK .................................................................................... 64

11

SEZNAM TABULEK .................................................................................... 65

1

ÚVOD Velká ást strojírenských výrobk je vyrobena z konstruk ních uhlíkových ocelí.

Tyto materiály podléhají korozi. Je to p irozený p írodní proces. Bohužel však zhoršuje užitné vlastnosti daného materiálu. Koroze kov zp sobuje každoro n nemalé škody ve všech pr myslových odv tvích všech zemí sv ta. Ztráty se po ítají zejména díky náklad m na protikorozní ochranu a její udržování, na opravy za ízení a stroj p ed asn vy azených z innosti práv díky korozi. Nemalé jsou také nep ímé škody zp sobeny práv odstávkou porušených stroj a za ízení. Vzhledem k tomu, že stále rostou požadavky na jakost a bezporuchovost výrobk , která je ovlivn na také práv korozí, musí výrobci v novat ešení problému antikorozní ochrany dostatek asu a také finan ních zdroj . Protikorozní ochrany používané v sou asnosti nejsou zdaleka ješt dokonalé, ale jejich ú innost se každým rokem zvyšuje. Abychom mohli bojovat s korozí, je t eba znát mechanismus korozních d j ,

initele ovliv ující pr b h koroze a chování kov

v r zných korozních podmínkách, abychom mohli korozní ztráty snížit správnou volbou materiálu a správn volenou ochranou pro dané prost edí. asto je z finan ního hlediska lepší použít levn jší variantu protikorozní ochrany s tím, že bude po ur ité dob obnovena, než použít velmi nákladnou a 100% ochranu, ale z hlediska životnosti výrobku naprosto zbyte nou. 85 až 90 % povrchových ochran je v praxi realizováno nát rovými hmotami. Za tak vysoké procento vd í nát rové hmoty své relativn p íznivé cen oproti jiným druh m povrchových ochran, jako jsou nap íklad kovové povlaky. Mezi další výhody pat í relativn jednoduchá aplikace nát r a univerzální použití pro ochranu nejr zn jších konstruk ních materiál . Nevýhodou t chto nát r je jejich malá životnost v prost edích s agresivními škodlivinami. S tím souvisí také moje diplomová práce, ve které jsem se zabýval experimentálním hodnocením n kolika vzork nát rových hmot v prost edí s kyselinou mlé nou. Toto prost edí se vyskytuje v nádržích na siláž. Zam il jsem se na jejich odolnost a v záv ru také na finan ní aspekty r zných typ t chto nát r .

7

2

SOU ASNÝ STAV EŠENÉ PROBLEMATIKY

2.1 Definice koroze Pojem koroze je známý již n kolik tisíciletí, p edevším ve své typické form projevu a tím je rezav ní železa. Tém

všechny materiály vystavené styku s okolním prost edím podléhají rozrušo-

vání chemickými, elektrochemickými nebo biologickými vlivy. R zné materiály více i mén rychle. Nejen kovy podléhají korozi. Také další materiály jsou korozí ovlivn ny. Jsou to nap íklad plastické hmoty, silikátové stavební materiály, p írodní materiály, textil aj. Korozi lze také definovat jako znehodnocení materiálu zp sobené chemickým nebo fyzikáln chemickým p sobením prost edí. Prost edí zp sobující korozi je velmi rozli né. Nejrozší en jším korozním prost edím je zemská atmosféra. Tomuto prost edí je vystavena drtivá v tšina všech výrobk . V p írod se vyskytují také jiná, technicky velmi významná korozní prost edí. Jde p edevším o p dy a p írodní vody. V p dách jsou uložena r zná za ízení jako nap íklad dálkovody, kabely, základy budov apod. Mezi p írodní vody adíme p edevším vody í ní a hlavn mo ské, které p sobí velmi agresivn na plavidla, p ístavní a p ehradní za ízení apod. V energetickém, potraviná ském a chemickém pr myslu se vyskytují prost edí s velmi vysokou korozní agresivitou. Jedná se zejména o kyseliny, zásady solí, organické suroviny, dále pak plynná prost edí, p sobící za vysokých teplot a tlak , vodní páry, roztavené kovy atd. Mechanismus a intenzita p sobení jednotlivých korozních prost edí se od sebe svými korozními ú inky liší. (Bartoní ek, 1966) Korozní poškození m že zp sobit:

− zm ny mechanických vlastností (pevnosti, pružnosti) − zm ny fyzikálních vlastností (magnetické, elektrické, teplotní) − zm ny geometrie povrchu, aj. Z hlediska mechanismu korozních d j existuje koroze:

− chemická − elektrochemická − biologická 8

Podle druhu korozního poškození rozd lujeme korozi na:

− rovnom rnou − nerovnom rnou

– d lkovou − št rbinovou − skvrnitou − bodovou − mezikrystalovou − transkrystalovou − selektivní − extrak ní (Š erbejová, 1993)

Podle prost edí, ve kterém koroze p sobí, d líme korozi: -

Atmosférická koroze je nejrozší en jší formou koroze (cca 60 % ztrát). Jedná se o elektrochemickou korozi probíhající s kyslíkovou depolarizací. Základním faktorem ur ujícím rychlost tohoto d je je stupe ovlh ení kovového povrchu, který je daný tlouš kou kondenzované vlhkosti a periodi ností dosažení rosného bodu v podmínkách atmosféry. Rychlost atmosférické koroze je v rozhodující mí e dále závislá na p ítomnosti plynných nebo rozpustných tuhých ne istot. K nejvýznamn jším a nejagresivn jším složkám zne ist ní atmosféry pat í p edevším SO2, NaCl, H2S, HCl, Cl2, prach, popílek a další látky vznikající adou výrob (NO2, NH3, CO2 apod.). Velmi d ležitým faktorem atmosférické koroze je kyslík, nebo tenké vrstvy vlhkosti kladou minimální p ekážky jeho difúzi do zkondenzované vlhkosti. Pro pr b h elektrochemické reakce není nutné, aby bylo dosaženo rosného bodu. Již p i nižší vlhkosti, která bývá ozna ována jako kritická korozní vlhkost (okolo 60 % relativní), vzniká na povrchu kovu velmi slabá vrstvi ka roztoku elektrolytu (0,005 až 0,150 mm). P í inou jsou nerovnosti povrchu a p ítomnost usazených tuhých ástic. Rozbor klimatických faktor , které ídí kinetiku atmosférické koroze, umož uje p edem ur it p ibližn agresivitu r zných typ atmosfér ( SN 03 8203).

-

Koroze ve vodách je nej ast jší z p ípad koroze v kapalinách. V technické praxi se setkáváme p evážn s vodou, ve které jsou rozpušt ny r zné chemické lát9

ky kyselého i zásaditého charakteru, které p ímo ovliv ují intenzitu koroze. Koroze kov ve vodách je elektrochemický d j, jehož rychlost m že být ovlivn na adou neelektrochemických initel , které se mohou projevovat samostatn jako nap . chemické d je v roztoku, vliv mechanických ne istot, kavitace, vliv mikroorganism apod. O tom sv d í i skute nost, že rovn ž nekovové materiály, jako jsou nap . plasty, mohou být ve vod napadány korozí, p i emž nem že jít o elektrochemický d j. Jako p i atmosférické korozi nejvýznamn jší význam na rychlost koroze má p ítomnost a obsah kyslíku ve vod . -

Koroze v p dách pat í mezi zvláštní p ípady koroze v roztocích elektrolyt , nebo p da je tvo ena fází tuhou, plynnou i kapalnou. Z korozního hlediska má základní význam kapalná fáze p edstavovaná vodným roztokem elektrolyt s r zným množstvím rozpušt ných plyn . Koncentrace vodíkových iont je velmi prom nná (bahnité od pH = 3, kamenité až pH = 9,5), stejn tak koncentrace solí se pohybuje od zlomk procent do 3 až 4 %. Plynnou fázi p dní struktury tvo í kyslík, dusík a oxid uhli itý.

-

Koroze v plynech se projevuje p sobením plynného prost edí na kovový materiál za vzniku chemických slou enin. Jedná se p evážn o chemické d je vzhledem k tomu, že jde o korozi v nevodivých prost edích. Z hlediska technické praxe je nejd ležit jší problematika koroze v plynech za vysokých teplot. Krom vlivu chemického složení plynného prost edí má na proces koroze v plynech p edevším vliv teplota a hodnota tlaku plynu (resp. parciálního tlaku oxida ní složky). (Kraus, 2006)

-

Ve specifických prost edích jako je t eba zem d lství. Zde se setkáváme s korozí v prost edí pr myslových hnojiv a chemikálií, v prost edí živo išné výroby a v motorech s vnit ním spalováním. (Š erbejová, 1993)

2.2 Ochrana proti korozi Otázka antikorozní ochrany konstruk ních materiál je stále velmi aktuální téma. Má technologický, ale i hospodá ský význam. Aplikacemi poznatk o mechanismech a kinetice poškozování povrch lze vhodnými zp soby zabránit jednotlivým formám po10

škozování povrch nebo je omezit na p ijatelnou mez. Vzhledem k r zným podmínkám, kterými jsou konstruk ní materiály vystaveny, nelze použít jednotného, univerzálního systému ochrany a je nutno volit p ípad od p ípadu podle charakteru kovu a podmínek jeho namáhání nejú eln jší zp sob ochrany. P i návrhu je velmi d ležité vzájemné slad ní a kombinace jednotlivých zp sob provád ní ochrany p i sou asném zvážení hlediska ekonomické efektivnosti a ekologického p sobení. V podstat lze požadované ochrany proti korozi dosáhnout dvojím zp sobem: 1. použitím uspo ádané soustavy – uspo ádání p edm tu a prost edí, založené na zmenšení termodynamické nestability soustavy 2. ovlivn ním rychlosti pr b hu reakcí První opat ení m že spo ívat ve volb termodynamicky stabiln jšího konstruk ního materiálu nebo povlaku, ve volb

prost edí s menším degrada ním ú inkem,

v odd lení reagujících ástí izola ní vrstvou apod. Druhá opat ení ovliv ují rychlost reakcí použitím materiál a povlak s pomalejším pr b hem reakcí, úpravu prost edí p ídavkem látek vytvá ejících bariéry brzdící korozi a opot ebení, p evedením kovu do oblasti pasivity apod. (Kraus, 2006) D ležitým technickým hlediskem je slad ní požadavk na fyzikáln mechanické vlastnosti materiálu a jeho korozní odolnost. Zde je asto výhodné ú inn využívat r zných forem povrchových úprav, jež umož ují kombinovat dobré mechanické vlastnosti korozn málo odolných materiál s vynikající odolností relativn tenkých ochranných povlak z drahých a p itom nep íliš pevných materiál (též nekovových). astým požadavkem, zejména v chemickém, potraviná ském a farmaceutickém pr myslu, je nep ípustnost zne išt ní výrobního média korozními zplodinami. V takových p ípadech bývá nutné volit materiály a ochrany ješt podstatn obez etn ji. Mimo technická hlediska ochrany proti korozi, které vyplývají ze znalosti zákonitostí korozních d j , je nutné p i návrhu protikorozních opat ení brát ohled i na další initele. Z nich nejd ležit jší je ekonomická efektivnost navrhované ochrany. Pojem ekonomická ú innost je v oblasti ochrany proti korozi zna n komplexní a zahrnuje jednotlivé initele jako: 1. Po izovací náklady na protikorozní ochranu v etn náklad na její p ípravu (vývoj, projek n konstruk ní podklady apod.) 2. Náklady na provoz a údržbu ochrany po dobu p edpokládané životnosti za ízení, proveditelnost (obtížnost) údržbových prací. 11

3. Záruku bezporuchového provozu za ízení v co nejdelších cyklech mezi jednotlivými opravami všech stup

.

4. Provozní bezpe nost za ízení, proveditelnost ochrany a její údržby s ohledem na tvar, velikost a provozní podmínky za ízení. (Bartoní ek, 1966) Pro korozní ochranu objekt , jako jsou ocelové konstrukce, mosty, lodní konstrukce, strojní ásti apod. se pouze z ídka používají korozní ochrany, jako jsou pochromování i použití nerezových materiál , a to p edevším z ekonomických d vod . Nejb žn jší metodou antikorozní ochrany v t chto p ípadech je tedy použití organického ochranného povlaku, tedy nát rové hmoty. (Pohl, 2006) Správný výb r protikorozní ochrany sou ástí a výrobních celk , který plyne z vyhodnocení všech technických a ekonomických hledisek, je velmi složitý problém, který vyžaduje v asné ešení již v raných stádiích p ípravy výroby. Sou ástí každého projektu by m lo být úplné vy ešení protikorozní ochrany. (Bartoní ek, 1966)

2.2.1

Rozd lení ochrany proti korozi

Pokud jde o technická hlediska ochrany proti korozi, lze metody ochrany rozd lit následovn : 1. Zvolit takový konstruk ní materiál, který v daných podmínkách bude korodovat technicky únosným zp sobem, p ípadn upravit jeho složení tak, aby daným podmínkám vyhovoval. Zárove musí být materiál schopen plnit funk ní požadavky, a také se musí zvážit všechny ekonomické aspekty. 2. Zm nit vlastnosti korozního prost edí anebo ostatní technologické podmínky tak, aby byla koroze snížena na p ípustnou míru. Mezi n pat í: a) eliminování korozi stimulující sou ásti korozního prost edí b) úprava korozního prost edí p ísadou vhodného inhibitoru c) zm na fyzikálních parametr , p i nichž prost edí p sobí (rychlost proud ní, teplota, tlak aj.) 3. Vhodn upravit konstrukci za ízení tak, aby nezp sobovala zhoršení korozních podmínek. Toto konstruk ní ešení m že ovlivnit rozvoj koroze omezením ploch a míst, kde se zachycuje kapalina a ne istoty z daného prost edí (hladké 12

plochy, omezení úzkých št rbin, spár a kapes) a vzájemnou izolací kov s r zným elektrochemickým potenciálem tak, aby nevznikl korozní makro lánek. 4. V n kterých p ípadech koroze v elektrolytech využít zp sobu elektrochemické ochrany: a) katodickou ochranou (katodickou polarizací na potenciály, p i nichž je koroze siln potla ena) b) anodickou ochranou (anodickou polarizací na potenciály, p i nichž je kov pasivní) c) elektrickými drenážemi, jimiž se snižují korozní vlivy bludných proud , zejména v p d . 5. Konstruk ní materiál opat it ochranným povlakem dostate né korozní odolnosti i tlouš ky, aby zaru oval požadovanou životnost za ízení nebo jeho sou ástí. P i tom je možno využívat povlak kovových, anorganických nekovových (nap . silikátových, oxidových aj.), organických, nanášených adou r zných technologií. (Š erbejová, 1993; Bartoní ek, 1966) K ochran proti korozi ochrannými povlaky zahrnujeme: -

úpravu povrchu sou ásti p ed povrchovou ochranou – zabezpe ující odstran ní ne istot a dobrou p ilnavost ochranného povlaku

-

ochranné povlaky dlouhodobého charakteru – z r zných materiál , nanášené r znými technologiemi a zabezpe ující ochranu proti korozi nejlépe po celou dobu životnosti sou ásti

-

ochranné povlaky do asné – zabezpe ující ochranu proti korozi b hem skladování a p epravy (Š erbejová, 1993)

2.2.2

Ochrana proti korozi nát rovými hmotami

Ochranný ú inek organických povlak je založen p edevším na bariérovém zp sobu. V n kterých p ípadech je tento ú inek dopl ován inhibi ním p sobením látek v nich obsažených. Organické nát rové hmoty jsou nejstarším, nejb žn jším a stále nejekonomi t jším prost edkem ve všech pr myslových oborech. Tvo í asi 80 až 90 % všech povlak . Je to dáno nejen pom rn vysokým ochranným ú inkem nát rových systém , ale i snadností 13

a dostupností zp sob vytvá ení t chto povlak . Aplikace nevyžaduje složitá a komplikovaná za ízení, nejsou omezená tvarem a velikostí výrobku, nát ry jsou pom rn dob e opravitelné. Hlavním použitím nát rových hmot je ochranný ú inek (proti pov trnosti, mo ské vod , olejuvzdorný, ohnivzdorný, antivibra ní apod.), d ležité jsou však i další specifické ú ely jako nap . dekorativní, signální, maskovací, fungicidní, baktericidní, svítící, matovací, elektrovodivý a jiné. Nát r je definován jako souvislý povlak požadovaných vlastností vzniklý nanesením a zaschnutím jedné nebo n kolika nát rových vrstev na upravovaném povrchu. Podle po tu nanesených vrstev se rozeznávají nát ry jedno a vícevrstvé, které se d lí do skupin podle vlastností a ú elu, vzhledu a po adí v nát rovém systému. Jsou to nap . napoušt cí nát ry, základní barvy, tmely, podkladové barvy, vrchní barvy, emaily apod. Nát rovými hmotami nazýváme všechny výrobky používané k provád ní nát r . Jsou to organické látky r zných druh , které nanášeny v tekutém nebo t stovitém stavu vytvo í na p edm tu souvislý film požadovaných vlastností. Vedle nát rových hmot se pro zhotovení organických povlak používají i práškové makromolekulární látky. Jejich využití je však spojeno s náro n jší technologií a v souvislosti s tím se používají termíny práškové nát rové hmoty a práškové plasty. Základními složkami nát rových hmot jsou pojidla, pigmenty, plnidla a aditiva. (Kraus, 2006) 2.2.2.1 Složení nát rových hmot Pojidla jsou nejd ležit jší sou ástí každé nát rové hmoty. Ud luje jí charakteristické fyzikální vlastnosti. Pojidlo se skládá z filmotvorných látek a rozpoušt del. Filmotvorné látky jsou p evážn net kavé organické látky, které mohou po zaschnutí vytvá et tuhý souvislý film r zné tlouš ky. Pat í k nim: -

vysychavé oleje (rostlinné, živo išné, syntetické)

-

p írodní prysky ice (kalafuna, šelak)

-

deriváty celulózy (nitrát celulózy, acetát celulózy)

-

deriváty kau uku (chlorovaný kau uk, cyklizovaný kau uk)

-

asfalty (p írodní a získané zpracováním ropy)

-

syntetické prysky ice (alkydy, epoxidy, vinylové polymery, polyadi ní prysky ice aj.) 14

Vlastnosti filmotvorných látek mají rozhodující vliv na ochrannou ú innost a životnost nát r . Chemické vazby obsažené ve filmotvorné látce ur ují, zda nát r bude odolávat kyselinám, hydroxid m a pov trnostním vliv m. Polární skupiny filmotvorných látek ur ují svou chemickou a fyzikální povahou p ilnavost a další vlastnosti nát ru. Do skupiny filmotvorných látek za azujeme též zm k ovadla (dibutylftalát, chlorovaný parafin, chlorovaný difenyl aj.). Zm k ovadla jsou viskózní až tuhé látky prakticky net kavé, které samotné nezasychají a nevytvá í tuhý film vhodných vlastností, ale které bu

nabobtnávají, nebo rozpoušt jí filmotvorné složky a p itom upravují jejich

p íliš vysokou k ehkost a tvrdost tak, aby nát ry získaly požadované vlastnosti, zejména vlá nost a pružnost. Používá se jich hlavn u nát rových hmot celulózových, na bázi derivát kau uku, nát rových hmot polymerátových aj. Rozpoušt dla jsou t kavé látky, v nichž jsou filmotvorné látky rozpušt ny. Upravují viskozitu (konzistenci) nát rové hmoty a umož ují tedy její nanesení na chrán ný povrch. Není žádoucí, aby zbytky t kavých složek z staly v nát rovém povlaku. P ítomnost i nepatrného množství t kavých složek v nát rech zna n zhoršuje jejich odolnost, zejména v p ípadech, kdy nát ry jsou po zhotovení vystaveny p sobení kapalného agresivního prost edí. Rozpoušt dla se volí podle rozpustnosti filmotvorných složek. Podle rychlosti odpa ování se d lí na lehká, st ední a t žká. Nejb žn jší rozpoušt dla jsou nap . lehký benzín, alkoholy, toluen, xylen. S ohledem na negativní ú inky rozpoušt del pro životní prost edí a zdraví lidí, kte í s nimi pracují, je snaha, co nejvíce je omezit. Proto se doporu ují vodou editelné nát rové hmoty, práškové nát rové hmoty a nát rové hmoty s vysokým obsahem sušiny (nad 80 %). Pigmenty dodávají zbarvení a zárove p sobí jako inhibitory koroze u základních barev. Jsou organické a anorganické povahy. Jsou to nap .: -

b loba – oxid titani itý (TiO2)

-

rum lka – oxid železitý (Fe2O3)

-

žlutá – chroman olovnatý (PbCrO4)

-

modrá – ferrokyanid železnatý (Fe3[Fe(CN)6]2)

-

antikorozní základ – su ík, dvojolovi itan olovnatý (Pb3O4), fosfore nan zine natý (Zn3(PO4)2) 15

Pigmenty jednotlivých skupin se ve styku s chrán ným kovem chovají za p ítomnosti vody a kyslíku, p ípadn jiných látek, rozdíln . Inhibi ní pigmenty korozi zpomalují (vlivem katodické reakce - zinek, p íp. ovlivn ní pr b hu anodické reakce chromany). Neutrální pigmenty nemají na pr b h koroze vliv a stimulující pigmenty korozi zrychlují. Pigmenty desti kové struktury zlepšují mechanické vlastnosti nát ru. Pigmenty jsou astou p í inou zdravotní závadnosti nát rových systém , protože obsahují olovo a šestimocný chrom. To se projevuje zejména u odstín vznikajících kombinací se žlutou barvou (oranžová, žlutá, zelená) a u podkladových barev obsahujících su ík a zinkovou žlu . Ze zdravotního hlediska je doporu ován jako antikorozní pigment fosfore nan zine natý. Plnidla jsou obvykle jemn rozemleté minerální látky (t živec, mastek, k ída aj.) nerozpustné v pojivech, které vhodn upravují technologické vlastnosti nát rových hmot (nap . zabra ují smršt ní filmu po zaschnutí apod.). Aditiva jsou pomocné p ísady, které obdobn jako plniva vhodn upravují technologické a fyzikální vlastnosti nát rových hmot. Jedná se p edevším o sušidla, emulgátory, stabilizátory, zvlá ovadla a jiné. Pro snadn jší orientaci p i práci s nát rovými hmotami je vytvo en jednotný systém. Tento systém rozd luje nát rové hmoty nejen podle druhu a barevných odstín , ale zárove zna í nát rové hmoty dle jednotné klasifikace (oborového íselníku) pr myslových výrobk . Na ozna ení nát rové hmoty se rozlišuje: -

druh pojidla (filmotvorné složky)

-

typ hmoty (lak, barva, email atd.)

-

barevný odstín podle SN 67 3067 (Š erbejová, 1993; Kraus, 2006)

16

Tabulka 1: Skupinové ozna ení nát rových hmot

A B C E H K L O S U V P

Asfaltové Polyesterové Celulózové Práškové Chlorkau ukové Silikonové Lihové Olejové Syntetické Polyuretanové Vodou editelné Pomocné p ípravky Tabulka 2: Druhy nát rových hmot

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Fermeže, transparentní laky Pigmentové barvy a emaily Pasty Nást ikové hmoty Tmely edidla Sušidla, tužidla, katalyzátory Pomocné p ípravky

Tabulka 3: Barevné odstíny nát rových hmot

1000 - 1999 2000 - 2999 3000 - 3999 4000 - 4999 5000 - 5999 6000 - 6999 7000 - 7999 8000 - 8999 9000 - 9999

bílá, odstíny šedé, erná odstíny hn dé odstíny fialové odstíny modré odstíny zelené odstíny žluté odstíny oranžové odstíny ervené metalýza Al

17

2.2.3

Ekologické aspekty a bezpe nost nát rových hmot

Ekologické aspekty nát rových hmot jsou velmi d ležité a jejich význam se stále zvyšuje. Nejedná se pouze o samotné nát rové hmoty, ale také o jejich aplikaci, která m že mít vliv na ekologii a zdraví lov ka. Nát rové hmoty mohou obsahovat nebezpe né látky typu organických rozpoušt del, pigmenty na bázi t žkých kov a zdraví škodlivé p ísady. Proto se doporu uje používat nát rové hmoty, které jsou ekologické. Tzn., že jsou bezrozpoušt dlové, vysokosušinové a bez t žkých kov . V tomto sm ru má iniciativu Ministerstvo životního prost edí, které vydává certifikát „Ekologicky šetrný výrobek“. Vydávání tohoto certifikátu pro vodou editelné nát rové hmoty se ídí podle sm rnice . 04-94. Tato sm rnice udává limitní hodnoty n kterých látek. P íklad limitních hodnot: -

max. 10 mg volného formaldehydu v 1 kg NH

-

max. 0,1 % hm. halogenových rozpoušt del

-

max. 0,1 % hm. aromatických uhlovodík

-

max. 60 mg Hg, 150 mg Pb, 120 mg Cd, 800 mg Ba, 100 mg CrVI ve vodném výluhu 1 kg zaschlého nát ru

-

max. 20 % hm. t kavých organických látek u transp. NH

-

max. 15 % hm. t kavých organických látek u pigment. NH

Ekologické aktivity podporují také zákony. Pro p íklad uvádím n kolik z nich. -

Zákon 86/2002 Sb. o ochran ovzduší

-

Zákon 185/2001 Sb. o odpadech

-

Zákon 258/2000 Sb. o ve ejném zdraví

-

NV 178/2001 Sb. o podmínkách ochrany zam stnanc p i práci

-

Vyhláška MŽP 355/2001 Sb. o emisních limitech

-

Vyhláška MZ 6/2003 Sb. o hygienických limitech chemických, fyzikálních a biologických látek v pracovním prost edí

-

Vyhláška MZ 37/2001 Sb. o hygienických požadavcích na výrobky, p icházející do p ímého styku s pitnou vodou

18

Každá nát rová hmota musí mít sv j bezpe nostní list, ve kterém jsou uvedeny všechny nezbytné údaje jako t eba informace o složení, o nebezpe ných složkách, pokyny p i první pomoci apod. Dalo by se íct, že se jedná o takový rodný list každé nát rové hmoty. Jako p íklad uvádím bezpe nostní list polymerátové vrchní barvy AXAL firmy Colorlak.

Obrázek 1: Bezpe nostní list nát rové hmoty AXAL

19

Také nanášení nát rových hmot má vliv na ekologii a zdraví lidí pracujících s nát rovými hmotami. Technologie nanášení má vliv na množství vzniklých plynných a pevných odpad . Množství vzniklých plynných odpad je dáno požadavkem technologie na konzistenci (na obsahu edidla). Konzistence se udává jako doba výtoku 100 cm3 nát rové hmoty. Pro r zné technologie nanášení se liší. -

nanášení št tcem: 50 - 80 s

-

nanášení má ením: 20 - 40 s

-

nanášení st íkáním: vzduchové 18 – 35 s, vysokotlaké 40 – 80 s atd.

Množství vzniklých pevných odpad je ovlivn no ztrátami nát rových hmot p est ikem a odrazem (prost ikem). Pro p íklad uvádím ztráty r znými metodami nanášení: -

nanášení št tcem: 5%

-

nanášení má ením: 10%

-

nanášení st íkáním: vzduchové 50 - 80%, vysokotlaké 20 – 50%

-

nanášení elektrochemické: 5 – 10%

-

nanášení elektrostatické: 0 %

-

nanášení fluidní: 0 %

Mezi ekologické nát rové hmoty adíme p edevším práškové a vodou editelné nát rové hmoty. Práškové nát rové hmoty neobsahují organická rozpoušt dla a nanášejí se bezodpadovými technologiemi (elektrostaticky, elektrokineticky, fluidn ). 2.2.4

Ochrana proti korozi silážních prostor

V prost edí siláží se vyskytuje elektrochemická koroze, která probíhá bez p ítomnosti kyslíku bez vodíkové depolarizace v d sledku zna né koncentrace vodíkových iont . Rychlost koroze závisí zejména na pH, zastoupení kyselin a vlhkosti. pH bývá 3,5 – 4,5 a závisí na výchozím materiálu a na kvašení (rozvoj bakterií mlé ného kvašení je p i pH 3 – 4). Je ovliv ováno v první fázi p idáním anorganických nebo organických kyselin (kyselina mraven í) a pozd ji rozvojem bakterií mlé ného kvašení a vznikem nežádoucí kyseliny octové a máselné. Anorganické kyseliny okyselují prost edí a jsou zdrojem vodíkových iont H+, specificky p sobí pouze krátce po aplikaci. Organické kyseliny rozpoušt jí kovové soli a urychlují korozi. Netvo í s kovy nerozpustné slou eniny, proto nemohou vytvo it na povrchu ochrannou vrstvu. Jsou velmi agresivní. Nejagresivn jší je kyselina mraven í a octová. (Jára, Havrland, 1983) 20

Stejn jako v ostatních odv tvích jsou i v zem d lství nejrozší en jší protikorozní ochranou organické nát rové povlaky. P i volb nát rového systému je nutné p edem zvážit korozní agresivitu prost edí a p edpokládanou životnost nát ru vzhledem k dob technického života silážních v ží. Z hlediska specifiky prost edí doporu uje typy nát rových systém a jejich tlouš ku pro stroje a konstrukce v zem d lských prost edích norma zem d lských stroj , za ízení a traktor ) a norma

SN 47 0009 (Nát ry

SN 03 8240 (Volba nát r pro

ochranu kovových technických výrobk proti korozi). Poslední uvedená norma se zabývá i životností nát r vzhledem k dob technického života výrobk . (Š erbejová, 1993) Všeobecn firma Kohimex s.r.o. používá k antikorozní ochran silážních v ží následující nát rový systém: -

1. vrstva: žárové pozinkování

-

2. vrstva: fosfátování

-

3. vrstva: základní nást ik vypalovací nát rovou hmotou

-

4. vrstva: vrchní nást ik vypalovací nát rovou hmotou

Konkrétní typy nát rových hmot závisí na konkrétním použití silážní v že a také na tom, jaké dají výrobci nát rových hmot garance.

2.3 Metodika hodnocení ochranné ú innosti nát rových hmot V 18. století se používaly pro ochranu ocelových konstrukcí a strojírenských výrobk proti korozi p evážn olejové nát rové systémy tvo ené základním antikorozním ln noolejovým su íkovým nát rem a vrchními olejovými barvami a emaily. Pro n které výrobky jako jsou šicí stroje, jízdní kola apod. se aplikovaly hlavn asfaltové vypalovací barvy a laky. Tento pom rn úzký sortiment používaných a v praxi ov ených nát rových hmot nevyžadoval zvláštní zkušební metody pro hodnocení ochranných vlastností nát r . Pozd ji n kte í výrobci nát rových hmot vystavovali vzorky na kovech a d ev ných podkladech ú ink m atmosféry. Souviselo to s rozvojem využívání tvrdých p írodních a posléze i upravených syntetických prysky ic ve výrob lak a email . Výsledky t chto zkoušek byly využívány p i úpravách receptur nát rových hmot. Podobný význam m ly i ponorové zkoušky nát r ve vod . Nevýhody atmosférických zkoušek a ponorových zkoušek ve vod souvisí s jejich dlouhodobým charakterem. (Kubátová, 1994) Samotné zkoušky ochranné ú innosti nát rových hmot lze rozd lit na zkoušky 21

dlouhodobé a zkoušky zrychlené laboratorní. Dlouhodobé zkoušky m žeme dále rozd lit na zkoušky v atmosfé e (dle normy

SN ISO 8565), ve vod , v p d a ve specific-

kých provozních podmínkách. U zkoušek zrychlených laboratorních je zesílen n který z korozních initel . Tyto zkoušky jsou bu normalizované, nebo nenormalizované. 2.3.1

Zkoušky normalizované

Mezi normalizované zkoušky adíme nap . zkoušku odolnosti v neutrální solné mlze dle SN EN ISO 7253 ( SN 67 3092), zkoušku odolnosti ve vlhké atmosfé e s obsahem SO2 dle

SN EN ISO 3231( SN 67 3096) a korozní zkoušky v kondenza ní

komo e ( SN 03 8131). Tyto zkoušky mohou být cyklické a nep erušované. U nep erušovaných zkoušek jsou vzorky vystaveny p sobení agresivnímu prost edí kondenza ní komory nep etržit po p edem stanovenou dobu. U cyklických jsou vzorky st ídav vystaveny agresivnímu prost edí kondenza ní komory a následn vyjmuty na ur itou p esn stanovanou dobu do laboratorního prost edí. 2.3.1.1 Zkouška v mlze NaCl Jedná se o nep etržitou zkoušku. Naléhavost urychlení zkoušek ochranných vlastností nát r vyvstala zejména za átkem minulého století, byla vyvolaná prudkým rozvojem surovinové pojivové základny pro výrobu nát rových hmot. Dále to byly požadavky vojenského a civilního námo nictva na zabezpe ení dlouhodobé ochrany lodních trup , a to jejich podponorové i nadponorové ásti vystavené p sobení vodní t íšt , zejména mo ské vody. Toto vyústilo ve vývoj zkušebního za ízení, jímž je známá, doposud používaná solná mlha. Vzhledem k tomu, že p evládající solí v mo ské vod je chlorid sodný a celková koncentrace soli se pohybuje kolem 3 %, byla pro zkušební metody v prvé fázi zvolena koncentrace 3% chloridu sodného. Snahy urychlit korozní zkoušky kov a nát r zvýšením koncentrace chloridu sodného nebyly v plné ší i úsp šné. Experimentáln bylo prokázáno, že zvyšování koncentrace chloridu sodného nelze uskute ovat libovoln . Koroze oceli se zvyšuje se zvýšením koncentrace NaCl až asi do 6 %. Její další zvyšování má už za následek pouze snížení rychlosti koroze oceli. Toto souvisí s rozpustností kyslíku v závislosti na koncentraci soli v roztoku. Kyslík je rozhodující složkou pot ebnou pro pr b h koroze kov v neutrálním prost edí. Dalším faktorem, který m že mít vliv na rychlost koroze a vyvolávat urychlení 22

t chto zkoušek je teplota. V daném p ípad však se zvýšením teploty klesá rozpustnost kyslíku a z tohoto d vodu nelze teploty zkušebních prost edí zvyšovat libovoln . Zde se p edpokládají pouze p ípady, kdy má dojít k urychlení zkoušek imitujících podmínky atmosféry, nezkoumající vliv teploty na degradaci nap . pojiv nebo vysokoteplotní korozi. Chloridové ionty jsou, jak je známo, význa ným stimulátorem koroze uhlíkové oceli a n kterých jiných technických kov . Proniknou-li nát rem k povrchu kovu, dojde k jeho intenzivní korozi a tím i k poškození nát ru. Chloridové ionty však nát rem znateln nedifundují, a proto zkouška v solné mlze u nepórovitého a dobrého nát ru není zvláš ú elná, a proto není možno brát získané výsledky jako významné. Má-li nát r dobrou p ilnavost, pak ani difúze vody a kyslíku nát rem nem že výrazn ovlivnit jeho ochranné vlastnosti. Z uvedeného by se dalo usuzovat, že zkoušky nát r solnou mlhou nejsou ú elné a jsou tedy zbyte né. Opak je pravdou. Nebo nát ry, které jsou pórovité p i zkoušce solnou mlhou prokorodují velmi rychle. Význam zkoušky ochranné ú innosti nát r v solné mlze spo ívá v ur ení jejich schopnosti bránit ší ení a pronikání koroze pod nát ry od místa jejich mechanického poškození. Zkoušejí se proto nát ry s ezem až k základnímu kovu. Touto zkouškou lze srovnat schopnost fosfátových vrstev bránit podkorodování nát rového filmu. (Kubátová, 1994)

Souhrnné informace o zkoušce: Zkouška probíhá dle normy SN EN ISO 7253 ( SN 67 3092) -

teplota: 35 ± 2°C

-

mlha NaCl o koncentraci: 50 ± 5 g ⋅ dm −3

-

relativní vlhkost: 100%

-

doba zkoušky: 2, 6, 24, 48, 96, 168, 240, 480, 720, 1000h

23

Obrázek 2: Solná komora

Obrázek 3: Ovládací pult solné komory

24

2.3.1.2 Zkouška za p ítomnosti SO2 Jedná se o cyklickou zkoušku. NaCl jako složka korozního prost edí se vyskytuje zejména v p ímo ském prost edí. Ve vnitrozemí se korozní vliv NaCl projevuje zejména v zimním období, kdy se místní komunikace pro udržení sjízdnosti posypávají solankou. Nejvíce jsou tedy ohroženy podvozky všech automobil . Korozní zatížení NaCl je v eské Republice tedy spíše sezonní. Z tohoto d vodu se hledaly jiné látky, které lépe charakterizují v urychlené zkoušce p írodní podmínky ve vnitrozemí. Z ady navržených a zkoušených slou enin praktický význam u nás dosáhly zkoušky v kondenza ní komo e s obsahem SO2. Oxid si i itý je v pr myslových oblastech u nás hlavní složkou atmosféry, která stimuluje korozi kov . Zkušební metoda a postup zkoušení je obsažen v normách. Molekuly SO2 snadno difundují do nát ru a to až k rozhraní kovového povrchu a nát ru. Tam podporují podkorodování nát ru. Zásadní rozdíl mezi zkouškou v kondenza ní komo e s SO2 a v solné mlze je práv ve snadné difúzi molekul oxidu k podkladu. Zkouškami bylo ov eno, že nep etržitá zkouška v kondenza ní komo e s SO2 vede ke zvýšené tvorb puchý k u zkoušených nát r , než je tomu v p írodních podmínkách. Z tohoto d vodu se asto používají cyklové zkoušky, p i nichž se vzorky ponechají 8 hodin v prost edí kondenza ní komory a SO2 a 16 hodin v prost edí laborato e. Výpov dní schopnost této zkušební metody pro naše podmínky je vyšší než zkoušky v solné mlze. Ani u této zkoušky však nelze jednozna n tvrdit, že nát r, který p i zkouškách vykázal nejlepší výsledky, bude mít též i nejvyšší ochrannou ú innost v praktických p írodních podmínkách, už i proto, že p íprava zkušebních vzork a provedení praktických nát rových systém je pon kud odlišné. Kombinace p sobících vliv a charakter mikroklimatu je závislý nejen na lokalit expozice, ale m že být ovlivn n i charakterem po así v ur itém roce. U nát r vystavených ú ink m atmosféry má na jejich ochrannou ú innost a životnost zna ný vliv slune ní zá ení. P i urychlených laboratorních zkouškách nát r je vhodné uvažovat o uplatn ní všech vliv , které se vyskytují v p írodních podmínkách a které lze v laborato i napodobit. Pro úplnost je vhodné poznamenat, že krom slune ního zá ení, vody a kyslíku, které v minulosti p sobily jako rozhodující faktory ovliv ující životnost nát r , máme 25

v sou asné dob atmosférické podmínky mnohem komplikovan jší s ohledem na r zné stupn a druhy zne išt ní (SO2, NOx, sírany, popílek, saze a další). (Kubátová, 1994)

Souhrnné informace o zkoušce: Zkouška probíhá dle normy SN EN ISO 3231( SN 67 3096) -

teplota: 40 ± 3°C

-

koncentrace SO2: 2 ± 0,2 mg ⋅ dm −3

-


-

cyklus: 8h ve zkušební komo e a 16 hodin v prostoru laborato e

Obrázek 4: Komora SO2

2.3.1.3 Zkouška v kondenza ní komo e Tato zkouška je nep etržitá. Metoda je použitelná jak pro povlaky na pórovitých podkladech jako je d evo, tak na nepórovitých podkladech jako je kov. Poskytuje údaje o pravd podobném chování nát ru vystaveného ztíženým podmínkám, kdy na povrchu dochází k trvalé kondenzaci. Postup m že odhalit vady a poškození nát ru (v etn puchý ování, rezav ní, m knutí, vrásn ní a k ehnutí) a poškození podkladu. 26

Souhrnné informace o zkoušce: Zkouška probíhá dle normy SN 03 8131 -

teplota: 35 ± 2°C

-


Obrázek 5: Kondenza ní komora

2.3.2

Zkoušky nenormalizované

Tyto zkoušky nevychází z žádných konkrétních norem, pouze se opírají o ur ité zásady, které se dají použít z norem. U nenormalizovaných zkoušek se p ed zahájením zkoušky musí p esn dohodnout zkušební podmínky, jako jsou koncentrace látek ve zkušebním prost edí, doba zkoušky, záv re né hodnocení apod. Stejn tak jako po všech normalizovaných zkouškách je pot eba i po nenormalizované zkoušce vypracovat zkušební protokol se všemi nezbytnými údaji.

2.3.3

Zkouška v kondenza ní komo e pro specifická zem d lská prost edí

Prost edí živo išné výroby je z hlediska korozní agresivity za azováno do stupn 4 - 5 (siln agresivní až velmi siln agresivní). K zvlášt agresivním prost edím pat í stájové prost edí a prost edí silážních v ží a jam. (Š erbejová, 1993) Mezi velmi agresivní látky pat í v t chto prost edích sirovodík (H2S), oxid uhli itý (CO2), oxid si i itý (SO2), pavek (NH3) apod. 27

Tato mnou použitá zkouška není normalizovaná. Proto jsem vycházel pouze z normy

SN ISO 7384 – „Korozní zkoušky v um lé atmosfé e – Všeobecné podmínky“.

Tuto normu jsem rozší il o podmínky pro specifická zem d lská prost edí. Tyto zkoušky se na Ústavu techniky a automobilové dopravy na MZLU provád jí již delší dobu. Výše uvedená norma stanovuje všeobecné požadavky na vzorky, zkušební za ízení a postupy korozních zkoušek v um lých atmosférách. Používá se pro kovy i slitiny s trvalou nebo do asnou protikorozní ochranou i bez ochrany. Norma neuvádí složení prost edí, ve kterém zkouška probíhá. To by m lo mít takové složení, na kterém se p edem dohodnou zainteresované strany. Zrychlení proces m žeme dosáhnout zesílením p sobení n kterých initel , nap . teploty, relativní vlhkosti atmosféry, kondenzace vlhkosti a korozních inidel (chlorid , kyselin, amoniaku, sirovodíku atd.). Celková doba zkoušení pro každé specifické zem d lské prost edí se m že lišit. Proto je pot ebné, aby se celková doba zkoušky p edem dohodnula. Doporu ené doby expozice vzork dle normy SN ISO 7384 jsou: 1, 2, 4, 10, 20, 30 a 84 dn . Doba zkoušky se m í od chvíle, kdy jsme vzorky vložili do komory, a byly spln ny všechny p edepsané podmínky. P i prohlížení vzork p i periodických prohlídkách musíme dbát na to, aby se vzorky nepoškodily. Vzorky po zkoušce m žeme hodnotit podle n kolika kritérií: a) zm na vzhledu vzorku b hem zkoušky b) doba, za kterou se objeví první ohniska koroze podkladového kovu nebo povlaku c) po et korozních vad a jejich rozmíst ní d) zm na hmotnosti (podle normy ISO 8407) e) zm na rozm r (zejména tlouš ky) f) zm na mechanických, elektrických, optických a jiných vlastností

28

3

CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce bylo navrhnout metodiku hodnocení vzork povrchové

ochrany nádrží na siláž. Dále podle této metodiky zadané vzorky odzkoušet a na základn výsledk zkoušek trvanlivosti povrchových ochran stanovit jejich p edpokládanou ochrannou ú innost. Charakterizovat jednotlivé typy hodnocených povrchových ochran z hlediska jejich složení a z hlediska bezpe nosti pro dané použití a provést analýzu výsledk a výb r nejvhodn jší povrchové ochrany pro dané použití.

29

4

MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ Experiment trvanlivosti povrchových ochran nádrží na siláž si do naší univerzitní

zkušební laborato e zadala firma Kohimex s.r.o. V rámci své diplomové práce jsem provedl experiment a následné vyhodnocení vzork povrchových ochran, které dodala samotná firma Kohimex s.r.o.

4.1 Charakteristika zkoušených nát rových hmot Firma Kohimex s.r.o. dodala 21 vzork . Jednalo se o ocelové plechy, s již nanesenou povrchovou ochranou. U 8 vzork byly dodány také etalony – vzorky, které sloužily k porovnání a nebyly vystaveny koroznímu prost edí. Tyto vzorky jsou v tabulce ozna eny modrou barvou. Etalony sloužily k porovnání zm ny lesku, barevného odstínu a p ilnavosti. Z komer ního hlediska neuvádím u nát rových hmot komer ní název a výrobce, ale pouze základní filmotvornou složku. Vzorky jsou ozna eny íslem. Vstupní charakteristiku zkoušených vzork uvádím v tabulce. Tabulka 4: Charakteristika nát rových hmot ( ást 1.)

íslo vzorku

P edúprava

Základní vrstva

Vrchní vrstva Tlouš ka vrstvy m

1

epoxid

epoxid

140,5

2

epoxid 100 m

epoxipolyester

236,2

3

epoxid 60 m

epoxipolyester

147,1

4

fosfát a pasivace

epoxid 60 m

epoxipolyester

204,9

5

zinek

epoxid 60 m

epoxipolyester

210,4

epoxid

akrylát

100,3

6 7

fosfát a pasivace

epoxid

akrylát

140,7

8

zinek

epoxid

akrylát

194

epoxid

epoxifenol

157,7

epoxid

epoxifenol

164,8

9 10

fosfát a pasivace

30

Tabulka 5: Charakteristika nát rových hmot ( ást 2.)

íslo vzorku

P edúprava

11

zinek

Základní vrstva

Vrchní vrstva Tlouš ka vrstvy m

12

epoxid

epoxifenol

172,6

epoxid

epoxipolyester

182,9

13

fosfát a pasivace

epoxid

epoxipolyester

219,4

14

zinek

epoxid

epoxipolyester

210,7

epoxid

polyuretan

219,3

15 16

fosfát a pasivace

epoxid

polyuretan

223

17

zinek

epoxid

polyuretan

254,7

18

zinkový epoxid

epoxipolyester

197,8

19

HP lak

HP lak

214,1

HP lak

HP lak

218,2

neznámo

neznámo

173,4

20

fosfát a pasivace

21

4.1.1

Technické a bezpe nostní vlastnosti dodaných nát rových hmot

V této kapitole charakterizuji jednotlivé zkoušené nát rové hmoty. Použil jsem k tomu technické a bezpe nostní listy výrobc . Op t nebudu z komer ního hlediska uvád t konkrétní výrobce a typy nát rových hmot.

Nát rová hmota (dále jen NH) íslo 1: Základní nát r: -

Rychleschnoucí antistatický epoxidový základní nát r.

-

Typické použití pro skladovací nádrže pro pohonné hmoty.

-

Obsah sušiny 50 % (obj.)

-

T kavé organické látky 440 g ⋅ dm −3

-

Zpracovatelnost 8 hodin.

-

Doba schnutí pro zcela vytvrzený povrch p i teplot 23°C je 7 dní. 31

-

Aplikace st íkacím za ízením, št tcem nebo vále kem.

-

Teoretická vydatnost 5 m 2 ⋅ dm −3 .

-

Hustota 1,33 g ⋅ cm −3 .

-

Zdraví škodlivý, škodlivý pro vodní organismy, m že vyvolat dlouhodob nep íznivé ú inky ve vodním prost edí.

Vrchní nát r: -

Vysokosušinový epoxidový nát r.

-

Typické použití pro nádrže na skladování r zných paliv, benzinu, nafty, mazutu a surové ropy. Vhodné pro technologické nádrže a potrubí.

-

Obsah sušiny 78 % (obj.)

-

T kavé organické látky 190 g ⋅ dm −3

-

Zpracovatelnost 45 minut.

-

Doba schnutí pro zcela vytvrzený povrch p i teplot 23°C je 7 dní.

-

Aplikace vysokotlakým st íkáním.

-

Hustota 1,33 g ⋅ cm −3 .

-

Zdraví škodlivý, škodlivý pro vodní organismy, m že vyvolat dlouhodob nep íznivé ú inky ve vodním prost edí.

-

Tento vrchní nát r nemá žádný atest pro styk s potravinami, proto jeho použití pro nádrže na siláž nedoporu uji.

NH íslo 2: Základní nát r: -

epoxidový

Z d vod nedodání konkrétn jšího typu této základní nát rové hmoty zadavatelem ji nemohu blíže charakterizovat.

Vrchní nát r: -

fasádní epoxipolyesterový

-

Z d vod nedodání konkrétn jšího typu této vrchní nát rové hmoty zadavatelem ji nemohu blíže charakterizovat.

NH íslo 3: Stejné jako u NH 2, ale vrstva základu je 60 µm . 32

NH íslo 4: Stejné jako NH 3. Navíc byl plech p ed nanesením NH fosfátován a pasivován.

NH íslo 5: Stejné jako NH 2. Plech byl p ed nanesením NH pozinkován.


Práškový epoxidový základní nát r.

-

Typické použití na tryskané, zinkofosfátované, nebo zinkované ocelové podklady.

-

Pevné ástice cca 99 %.

-

Hustota: 1,5 – 1,6 kg ⋅ dm −3

-

Teplota skladování: < 25°C

-

Nanášení elektrostaticky nebo elektrokineticky.

-

Vypalování: 190°C 8 – 10 minut, 180°C 15 – 20 minut, 170°C 20 – 30 minut

-

Teoretická vydatnost záleží na ztrátách p i aplikaci práškové nát rové hmoty. P i ztrát 20 % a tlouš ce nát ru 50 µm vydatnost 10,6 m2 z 1 kg.

- Chemicky bezpe né.

Vrchní nát r: -

Systém na bázi karboxylových skupin obsahující akrypolymery s odpovídajícími tvrdidly a pigmenty.

-

Typické použití na silnost nné díly jako nap . p íslušenství k za ízení v chemickém pr myslu, obráb cí a tiska ské stroje.

-

Pevné ástice cca 99 %.

-

Hustota: 1,3 – 1,6 kg ⋅ dm −3

-


-

Nanášení elektrostatické.

-

Vypalování: 180°C 15 – 30 minut, 190°C 10 – 20 minut, 200°C 8 – 15 minut

-

Odolnost v i rozpoušt dl m: odolné po 1 minut p sobení – aceton, etanol, etylacetát, cyklohexanol, metyletylketon, toluen.

-

Chemicky bezpe né. Nemá atest pro styk s potravinami.

33



NH íslo 9: Základní nát r: Stejné jako u NH 6. Vrchní nát r: -

Termosetická prášková barva na bázi vysokomolekulárních epoxidových prysky ic a fenolických prysky ic jako tvrdidel.

-

Typické použití na lakování kontejner a nádrží na pevné i tekuté potraviny, a také pro pitnou vodu až do teploty 90°C.

-

Hustota: 1,2 – 1,6 g ⋅ cm −3

-

Nanášení ru n nebo automaticky elektrokinetickým zp sobem.

-


-

Vytvrzování p i 200°C - 20 minut.

-

Vydatnost závisí p edevším na síle nanášené vrstvy, m rné hmotnosti prášku ve vytvrzeném stavu, a ú innosti nanášení (aplika ního za ízení), respektive ztrátách.

-

Neobsahuje žádné látky, které by byly v souladu se sm rnicemi EU toxické, nebezpe né, ohrožovaly životní prost edí nebo ohrožovaly zdraví.

-

Vhodné pro kontakt s tekutými i pevnými potravinami.



NH íslo 12: Základní nát r: 34

-

Základní práškový nát r. Epoxy-polyester.

-

Typické použití na antikorozní ochranu m kké oceli.

-

Hustota 1,65 – 1,75 kg ⋅ dm −3

-

Nanášení ru n nebo automaticky elektrostatickým rozprašovacím systémem.

-


-

Vypalování p i 200°C - 10 minut, p i 180°C – 15 minut.

-

Je velmi toxický pro vodní organizmy a m že zp sobit dlouhodobé nep íznivé ú inky ve vodním prost edí. Je klasifikován jako ekologicky nebezpe ný.

Vrchní nát r: -

Práškový epoxy-polyesterový vrchní nát r.

-

Typické použití na povrchovou ochranu p edm t do interiér a pro výrobky krátkodob vystavované pov trnostním vliv m.

-

Hustota 1,2 – 1,7 kg ⋅ dm −3

-

Nanášení ru n nebo automaticky elektrostatickým nebo elektrokinetickým rozprašovacím systémem.

-


-

Vypalování p i 200°C - 10 minut, p i 180°C – 15 minut.

-


-

Tato nát rová hmota má atest pro styk s potravinami do 40°C.



NH íslo 15: Základní nát r: Stejný jako u NH 12. Vrchní nát r: -

Práškový polyuretanový vrchní nát r.

-

Typické použití pro pouli ní vybavení a zna ení.

-

Hustota 1,2 – 1,9 kg ⋅ dm −3 35

-


-


-

Vypalování p i 190°C - 20 minut.

-

Tato nát rová hmota nemá atest pro styk s potravinami.




Práškový základní nát r obsahující zinek.

-

Typické použití pro kovové díly, které jsou sou ástí staveb, plynové tlakové lahve, ploty a hrazení atd.

-

Hustota: 1,8 – 2,2 kg ⋅ dm −3

-


-


-

Vypalování p i 160°C - 12 minut, p i 170°C - 8 minut, p i 200°C - 2 minuty, p i 220°C - 1,5 minuty.

-


Vrchní nát r: Stejný jako u NH 12. NH íslo 19: O této nát rové hmot nebyly zadavatelem zkoušky dodány žádné bližší informace, takže ji nemohu charakterizovat. Jediné co o této nát rové hmot bylo známo, byla tlouš ka vrstvy.


36

NH íslo 21: O tomto vzorku nebyly zadavatelem zkoušky dodány naprosto žádné informace, takže nemohu nát rovou hmotu absolutn charakterizovat. Jediné, co bylo o ní známo, byla tlouš ka vrstvy nát rové hmoty. Za adil jsem ji, ale do výsledného hodnocení.

4.2 Charakteristika firmy Kohimex s.r.o. Spole nost KOHIMEX, s.r.o. se zabývá dodávkami nádrží, sil a zásobník pro skladování r zných médií. Mimo vlastní produkty nádrží KKL získala firma koncem roku 2004 zastoupení pro R a SK výrobk CST Industries. Dlouhodobé zvyšování technologické úrovn a jakosti ve spole nosti Kohimex, spol. s r.o. bylo v roce 2004 završeno zavedením a certifikací systému managementu jakosti dle SN EN ISO 9001:2001, který podléhá každoro nímu auditu. Pro rok 2004 - 2009 vyhlásilo vedení spole nosti Kohimex, spol. s r.o. politiku jakosti a m itelné cíle jakosti. Zp sob vedení dokumentace, nákup materiálu, výb r dodavatel , interní audity, organiza ní ád spole nosti, ízení neshod a metrologii ur ují vnit ní sm rnice spole nosti. Pro požární nádrže KKL vlastní spole nost Kohimex, spol. s r. o. certifikát FM APPROVED, který rovn ž podléhá každoro nímu auditu. Spole nost Kohimex, spol. s r.o. zajiš uje servis ocelových montovaných nádrží, jejich opravy a rekonstrukce stávajících nádrží. Zásobníky

pro

skladování

sypkých hmot

jsou tvo eny ocelovým

pláš-

t m a st echou. Do nosné konstrukce plášt m že být osazena šroubovaná výsypka. Zásobníky je možné sestavit do baterií. Nasklad ování se provádí pneumaticky nebo mechanickými dopravníky. Vysklad ování se provádí p evážn gravita n výsypky na vysklad ovací dopravník. Krom

typových zásobník

z kuželové lze realizovat

i specifické podle požadavku zákazníka.

4.2.1

Produkty firmy Kohimex s.r.o.

Nádrže a sila pro zem d lství: 1. Nádrže na kejdu - Tento typ ocelových nádrží se dodává otev ený

nebo

se st echou. Dno nádrže je standardní betonové. Nádrž m že být osazena re37

vizním otvorem, výpustným hrdlem, p epadovým potrubím, žeb íkem s plošinou, atd. K homogenizaci skladovaného média slouží ponorné míchadlo. K pln ní a vybírání nádrže se používají kalová erpadla. Pr m r nádrží se m že pohybovat od 4 do 50 metr a je možné krom nádrží s typovými pr m ry a objemy realizovat i specifické nádrže podle p ání zákazníka.

Obrázek 6: Nádrž na kejdu

2. Sila na kuku ice a obilí - Tento typ ocelových sil se dodává s ocelovou st echou. P edstavují moderní systém uskladn ní kuku i ného zrna, šet ící životní prost edí a provozní náklady. Plynot sné provedení sila umož uje skladování zrna o vlhkosti do 38 % v ochranné atmosfé e CO2. Kuku i né zrno je bezprost edn po sklizni navezeno pomocí elevátoru nebo pneumatického zásobníku.

Poté

dochází

k

dopravníku do

fermenta ním proces m, p i kterých uniká

CO2, který kuku ici konzervuje. Sou ástí systému jsou vyrovnávací vaky, které jsou umíst ny mimo silo a slouží k regulaci p ebyte ného CO2. Ve dn

sila

je umíst n šnek, jenž dopravuje uskladn né zrno do krmného systému. Kontinuálním pln ním i odb rem se neznehodnocuje povrchová vrstva kuku ice. Objem sil dodáváme od 300 do 1300m3 a

krom typových sil

lizovat i specifická sila podle požadavku zákazníka. 38

lze rea-

Obrázek 7: Silážní v ž

4.3 Pr b h a podmínky zkoušky Zkouška probíhala v laborato i MZLU na ústavu techniky a automobilové dopravy. Jednalo se o nenormalizovanou zkoušku cyklickou vycházející z normy SN ISO 7384 – „Korozní zkoušky v um lé atmosfé e – Všeobecné podmínky“. Zkouška byla zahájena dne 15. 5. 2008 a ukon ena dne 16. 6. 2008. Pr b h a podmínky zkoušky byly následující: Zkušební vzorky o rozm rech 150 mm x 100 mm x 1,25 mm jsem umístil do zkušební komory s teplotou prost edí (35 ± 2 )°C a relativní vlhkostí 100 %. Norma udává,

že pro zvlh ování vzduchu ve zkušební komo e smí být používána pouze destilovaná nebo deionizovaná voda. Vzduch p ivád ný do rozprašova e nesmí obsahovat žádné stopy oleje ani pevných ástic. Po 8 hodinách jsem vzorky vyjmul a pono il je na 3 minuty do roztoku s agresivní látkou. V našem p ípad to byl 34% roztok kyseliny mlé né. Takto namo ené vzorky jsem nechal voln v prost edí laborato e po dobu 16 hodin. Po uplynutí této doby se 39

celý cyklus opakoval. Kontrola vzork probíhala po 1, 4, 7 a 14 dnech. B hem t chto kontrol byly sledovány následující parametry: -

vn jší projev poškození korozí (dle normy SN ISO 4628/2)

-

podkorodování pod um le vytvo ený vryp (dle normy DIN 53 210)

-

zm na barevného odstínu a to pouze u vzork , které m ly odložené etalony pro porovnání (subjektivní metodou)

-

zm na lesku a to pouze u vzork , které m ly odložené etalony pro porovnání (dle normy SN ISO 2813)

Zkouška byla ukon ena po 32 dnech. Poté jsem vyhodnotil stejné parametry jako b hem zkoušky. K t mto parametr m jsem ješt p idal zkoušku p ilnavosti m ížkovou zkouškou dle normy SN ISO 2409 a zkoušku p ilnavosti odtrhem dle normy SN EN ISO 4624.

40

5

VÝSLEDKY PRÁCE

5.1 Hodnocení vzhledu B hem provád ní a na konci zkoušky jsem hodnotil zm ny lesku (dle normy SN ISO 2813) a odstínu povrchu (subjektivní metodou). Tato dv hodnocení jsem provedl pouze u vzork , které m ly p iložený etalon pro porovnání. Dále jsem sledoval vn jší projevy korozního poškození (dle normy SN ISO 4628/2). U 5 vzork prob hla zm na lesku a odstínu povrchu. Jednalo se o vzorky íslo 1, 2, 3, 6 a 21. U t í vzork se vyskytly po 2 dnech puchý e. Byly to konkrétn vzorky íslo 15, 16 a 17. V tomto p ípad se jednalo o stejné nát rové hmoty s tím rozdílem, že vzorek íslo 16 byl navíc fosfátován a následn pasivován a vzorek íslo 17 byl pozinkován.

Obrázek 8: Zm na vzhledu vzorku . 1 v porovnání s etalonem (naho e)

41



42

Obrázek 11: Zm na vzhledu a vznik puchý

vzorku . 15 v porovnání s etalonem (naho e)

Obrázek 12: Vznik puchý

po 2 dnech u vzorku . 16


po 2 dnech u vzorku . 17

43


5.2 Hodnocení podkorodování Podkorodování jsem hodnotil podle normy DIN 53 210. Jedná se o nejdelší kolmou vzdálenost prostupu koroze od um lého porušení vzorku v milimetrech. Tzn., že jsem vzorky p ed za átkem zkoušky musel narušit ezem. Po zkoušce jsem pak zm il nejdelší kolmou vzdálenost prostupu koroze od mnou vyrobeného ezu. Podkorodování se objevilo pouze u vzork , které byly p ed nanesením nát rové hmoty pozinkovány. Bylo to 5 vzork . Konkrétn

ísla 5, 8, 11, 14 a 17. Z toho jasn

vyplývá, že kombinace pozinkovaného plechu a jakékoliv mnou zkoušené nát rové hmoty je zcela nevhodná pro antikorozní ochranu silážních v ží, u kterých se vyskytuje prost edí s kyselinou mlé nou.

44

Obrázek 15: Podkorodování vzorku . 5



45



5.3 Hodnocení p ilnavosti m ížkovou metodou Tato zkouška vzchází z normy

SN ISO 2409. Vzdálenost ez je závislá na

tlouš ce nanesené nát rové hmoty. V mém p ípad byla vzdálenost 3mm.

ez jsem

provedl nožem s jedním b item pomocí šablony. K odstran ní nát rové hmoty jsem použil lepicí pásku ze sady ur ené k m ížkové zkoušce. Zhoršená p ilnavost se po zkoušce projevila op t pouze u vzork , které byly pozinkovány. Jednalo se konkrétn o vzorky íslo 5, 8, 11, 14 a 17. U jejich etalon byla p ilnavost výborná. Díky tomu se potvrzuje, že jsou pozinkované plechy jako základ pro mnou zkoušené nát rové hmoty a prost edí s kyselinou mlé nou naprosto nevhodné. 46

Obrázek 20: Sada pro m ížkovou zkoušku

K hodnocení p ilnavosti m ížkovou metodou se používá stupnice od 0 do 5, podle toho kolik % povrchu po zkoušce se ze základního materiálu odd lí. Tabulka 6: Hodnotící stupnice m ížkové metody

0 1 2 3 4 5

bez poškození poškození p ek ížení do 5 % poškození podél ezu 5 - 15 % poškození 15 - 30 % poškození 35 - 65 % poškození v tší než 65 %

Obrázek 21: M ížková metoda vzorku . 5

47





48

5.4 Hodnocení p ilnavosti odtrhem Tato zkouška se provádí podle normy

SN EN ISO 4624. Pro tuto metodu je po-

t eba použít speciální lepidlo k tomu ur ené. Aby p i zkoušce došlo k roztržení nát ru, je d ležité, aby kohezní a adhezní vlastnosti lepidla byly lepší, než u zkoušeného nát ru. Zkušební t líska se pomocí tohoto lepidla p ilepí na zkoušený vzorek. Tato t líska jsou speciáln tvarovaná tak, aby se dala použít s trhacím zkušebním za ízením. Mají jednu rovnou plochu, na kterou se nanáší lepidlo. Na každý zkoušený vzorek jsem p ilepil 2 t líska. Po vytvrzení lepidla jsem pomocí odtrhom ru provedl m ení odtrhové pevnosti v MPa. Dále jsem hodnotil, jakým zp sobem se zkušební t lísko odd lilo. U n kterých vzork se stalo, že i p i maximálním použitém nap tí na odtrhom ru se zkušební t lísko neodtrhlo. V tomto p ípad jsem zaznamenal maximální hodnotu na p ístroji. Ta byla 7 MPa. V n kterých p ípadech se t lísko odtrhlo v lepidle. V tom p ípad jsem zapsal hodnotu, p i které se t lisko v lepidle odtrhlo.

Obrázek 26: Odtrhom r

49

Obrázek 27: P ilnavost odtrhem u vzorku . 6 v porovnání s etalonem (naho e)


50



51

Obrázek 31: P ilnavost odtrhem u vzorku . 5




52





53



Op t se ukázalo, že pozinkované vzorky m ly mnohem menší p ilnavost než ostatní vzorky. Z tohoto d vodu nedoporu uji jejich použití na prost edí silážních v ží.

5.5 Vyhodnocení Celkové vyhodnocení všech zkoušených vzork jsem shrnul v tabulce 7 a tabulce 8. Ur il jsem také celkové po adí vzork po zkoušce. Vzorky, které vykazovaly nadm rné napadení korozí, jsem zcela vylou il a v záv re ném hodnocení po zkoušce je ozna il „mimo“.

54

Tabulka 7: Vyhodnocení vzork po zkoušce ( ást 1.)

íslo Podkorodování vzorku mm

P ilnavost odtrhem

P ilnavost m ížka Hodnocení vzhledu

etalon po zkoušce

etalon

po zkoušce

MPa

kde došlo k odtrhu

MPa

kde došlo k odtrhu

Po adí po zkoušce

1

0

velká zm na lesku a odstínu

0

0

7

nedošlo

7

nedošlo

8

2

0

zm na lesku a odstínu

0

0

7

nedošlo

7

nedošlo

7

3

0


0

0

7

nedošlo

7

nedošlo

7

4

0

0

7

nedošlo

7

5

20

2

2,5/2

od základu

mimo

6

0

2,5/1,5

v lepidle

6

7

0

0

2/1

v lepidle

6

8

0,5

2

2

v lepidle

mimo

9

0

5

v lepidle

1


0

0

0

0

2

v lepidle

5

v lepidle

55

Tabulka 8: Vyhodnocení vzork po zkoušce ( ást 2.)

íslo Podkorodování Hodnocení vzorku vzhledu mm

P ilnavost odtrhem

P ilnavost m ížka etalon

po zkoušce

etalon MPa

kde došlo k odtrhu

po zkoušce MPa

kde došlo k odtrhu

Po adí po zkoušce

10

0

0

7

nedošlo

1

11

0,5

1

6/7

od základu/ nedošlo

mimo

12

0

7

nedošlo

2

13

0

0

6/7

v lepidle/ nedošlo

2

14

10

5

6

od základu

mimo

15

0

po 2 dnech puchý e

6,5

v barv

9

16

0

0

6,5/5

v barv

9

17

2

po 2 dnech puchý e po 2 dnech puchý e

5

6,5/4

od základu

mimo

18

0 0

5/6 4/6

v barv

19

0 0

v barv

3 4

20

0

0

6/7

od základu

4

21

0

6/7

v lepidle

5

0


0

0

0

0

0

7

nedošlo

5/6

v barv

7

nedošlo

56

Ze zkoušených nát rových hmot jsem vybral t i, které dopadly ve všech hodnotících bodech nejlépe. Dále jsem vybral ty nát rové hmoty, nebo nát rové systémy, které bych z d vod jejich slabé antikorozní ochrany nedoporu oval k použití na silážních v žích.

5.5.1

Doporu ené nát rové hmoty

Nejlépe ze všech mnou zkoušených nát rových systém dopadly vzorky íslo 9 a

10. Jednalo se o epoxidový základní nát r a o práškový epoxifenolický vrchní nát r. S tím rozdílem, že vzorek íslo 10 byl p ed nanesením nát rové hmoty fosfátován a pasivován. U t chto vzork jsem nezaznamenal žádné zm ny barevného odstínu. P ilnavost m ížkovou metodou i odtrhem dopadla velmi dob e. Navíc jsou tyto nát rové hmoty vhodné pro kontakt s pevnými potravinami. Tudíž jsou vhodné pro antikorozní ochranu v ží na siláž. Jako druhé nejlepší dopadly vzorky íslo 12 a 13. Jednalo se o epoxidový základní nát r a o epoxipolyesterový vrchní nát r. Vzorek íslo 13 byl p ed nanesením nát rové hmoty fosfátován a pasivován. Vzorky dopadly velmi dob e p i zkoušce p ilnavosti m ížkovou metodou i odtrhem. Nebyly ani zaznamenány žádné výrazné zm ny barevného odstínu. Tento vrchní epoxipolyesterový nát r má atest pro styk s potravinami

do 40 °C. V po adí t etí nejlepší byl vzorek íslo 18. Základová barva zinkový epoxid a vrchní barva epoxipolyesterová. Tento nát rový systém nevykazoval žádné zm ny barevného odstínu. P ilnavost m ížkovou metodou vyšla také výborn . U zkoušky odtrhem jsem zaznamenal oproti prvním dv ma vzork m zhoršené hodnoty. Základní barva je klasifikována jako ekologicky nebezpe ná. Vrchní barva je stejná jako u vzork 12 a 13. Tudíž má také atest pro styk s potravinami do 40°C. Jednozna n nejlepším ochranným nát rovým systémem, z hlediska antikorozních vlastností v prost edí s kyselinou mlé nou, se ukazuje nát rový systém íslo 9 a 10. Výhodou je, že výrobce uvádí vhodnost použití p i styku s potravinami.

5.5.1.1 Ekonomické porovnání doporu ených nát rových hmot Nejen samotné antikorozní vlastnosti nát rových hmot rozhodují o volb konkrétního typu nát rového systému. Musí se vzít v potaz také ekonomické porovnání. V opa ném p ípad by se mohlo stát, že sice vybereme antikorozní nát rový systém 57

vynikajících vlastností, ovšem cenov vyjde mnohem dráž než nát rový systém s horšími antikorozními vlastnostmi, u kterého se finan n vyplatí jeho obnova. Všechny mnou doporu ené nát rové hmoty jsou práškové. Ve vztahu k vydatnosti práškové barvy zjednodušen platí, že je spot ebovaná prášková barva bu na výrobku, nebo v odpadu. Vydatnost práškových barev je ovlivn na adou faktor , zjednodušen lze íct, že p i optimální technologii lze zužitkovat tém

celé použité množství práško-

vé barvy. Vydatnost závisí p edevším na síle nanášené vrstvy, m rné hmotnosti prášku ve vytvrzeném stavu a ú innosti nanášení. Teoreticky lze spo ítat takto: vydatnost =

(

1000 m 2 ⋅ kg −1 hustota ⋅ tlouš lo vrstvy

)

Tabulka 9: Teoretická vydatnost vybraných nát rových hmot

Vzorek íslo

M rná hmotnost základní barvy

M rná hmotnost vrchní barvy

Teoretická vydatnost základní barvy

Teoretická vydatnost vrchní barvy

g.cm-3 1,5 1,5 1,7 1,7 2

g.cm-3 1,4 1,4 1,5 1,5 1,5

m2.kg-1 6,7 6,7 5,9 5,9 5,0

m2.kg-1 7,1 7,1 6,7 6,7 6,7

9 10 12 13 18

P i stejné tlouš ce vrstvy 100 µm .

Cena nát rových hmot je závislá na velikosti objednávky a odstínu. U n kterých nát rových hmot záleží také na kurzu Euro v i eské korun . Vezmeme-li pro p íklad plochu pro nat ení 100m2, pak cenové srovnání vychází následovn : Tabulka 10: Cena a pot ebné množství nát rových hmot

Vzorek íslo 9 10 12 13 18

Základní nát r

Vrchní nát r

Základní nát r

Vrchní nát r

Celková cena

K .kg-1 300,0 300,0 143,1 143,1 196,8

K .kg-1 300,0 300,0 129,0 129,0 129,0

kg 15 15 17 17 20

kg 14 14 15 15 15

K 8703 8703 4351 4351 5861

58

Z p edchozí tabulky je jasn vid t, že vzorky íslo 9 a 10 mají oproti vzork m 12 a 13 dvojnásobné náklady p i stejné tlouš ce vrstvy a stejné ploše. Vzorek íslo 18 se cenov nachází mezi vzorky 12 a 13 a vzorky 9 a 10. Vzhledem k tomu, že vzorky 12 a 13 m ly po zkoušce v kondenza ní komo e tém

stejné výsledky jako vzorky 9 a 10 a

mají polovi ní náklady, zvolil bych jako antikorozní nát rovou hmotu práv tento systém. Vzorek íslo 13 byl p ed nanesením nát rové hmoty fosfátován a pasivován. Jeho výsledky po zkoušce byly totožné s výsledky vzorku íslo 12. Jelikož fosfátování a následná pasivace zvyšují náklady na po ízení antikorozního systému, doporu uji proto spíše vzorek íslo 12. Tento vzorek má atest pro styk s potravinami do 40°C, tudíž vyhovuje zadaným podmínkám.

5.5.2

Nedoporu ené nát rové hmoty

Již b hem zkoušky v kondenza ní komo e se za aly projevovat zhoršené antikorozní vlastnosti u vzork , které byly p ed nanesením nát rové hmoty pozinkovány. Bez ohledu na druhu nát rové hmoty se u všech projevilo podkorodování. Nejv tší podkorodování se projevilo u vzorku íslo 5. Jednalo se o epoxidový základní nát r s vrchní epoxipolyesterovou nát rovou hmotou. Stejné složení, m l také vzorek íslo 14. U tohoto vzorku se projevilo zhruba polovi ní podkorodování. Nevhodné jsou také nát rové systémy se základní epoxidovou barvou a vrchní polyuretanovou barvou. U t chto vzork se již po dvou dnech objevily puchý e. Z výsledk zkoušky jasn vyplývá, že do prost edí silážních v ží s kyselinou mlé nou se naprosto nehodí antikorozní systém s pozinkovanou vrstvou. Nejv tší podkorodování se projevilo u vzork

íslo 5 a 14, složeného ze základní epoxidové barvy a

vrchní epoxipolyesterové barvy.

59

6

ZÁV R Z provedeného experimentu plynou zcela jasné záv ry:

1.

Velmi dobré výsledky m la epoxidová základní barva s epoxifenolickou vrchní barvou (vzorky íslo 9 a 10). Tento nát rový systém nevykazoval po zkoušce žádné zm ny lesku ani barevného odstínu. Také p i p ilnavostní zkoušce m ížkovou metodou a odtrhem se neprojevila zhoršená p ilnavost. U této nát rové hmoty výrobce uvádí vhodnost styku s tekutými i pevnými potravinami. Také z tohoto hlediska je uvedená nát rová hmota vhodná jako antikorozní ochrana silážních v ží s prost edím s kyselinou mlé nou. Dobré výsledky m la také základní epoxidová barva s vrchní epoxipolyesterovou barvou (vzorky íslo 12 a 13). Tento nát rový systém nevykazoval po zkoušce žádné zm ny lesku ani barevného odstínu. Také zkouška p ilnavosti m ížkovou metodou a odtrhem dopadla velmi dob e. Tato vrchní nát rová hmota má atest pro styk s potravinami do 40°C.

2.

Po provedení porovnání náklad na po ízení t í nát rových systém , které dopadly v experimentu nejlépe, se ukazuje jako nejvýhodn jší nát rový systém se základní epoxidovou nát rovou hmotou a vrchní epoxipolyesterovou nát rovou hmotou. Tento antikorozní nát rový systém má polovi ní náklady na po ízení oproti nát rovému systému, který m l po zkoušce v kondenza ní komo e nejlepší výsledky. Vzhledem k tomu, že má vrchní epoxipolyesterová nát rová hmota atest pro styk s potravinami do 40°C, ji mohu doporu it jako nejvhodn jší ešení.

3.

Za naprosto nevhodný antikorozní ochranný systém do sledovaného prost edí s použitím zkoušených nát rových systém považuji systém s pozinkováním základního materiálu. U všech vzork , které byly p ed nanesením nát rové hmoty pozinkovány, se projevilo podkorodování a zhoršená p ilnavost jak m ížkovou metodou, tak i odtrhovou zkouškou. U dvou vzork se nát rová hmota b hem zkoušky místy zcela odloupala. Tudíž tyto nát rové systémy v žádném p ípad nedoporu uji do prost edí s kyselinou mlé nou.

4.

Nevhodné se taky ukazují polyuretanové vrchní nát rové hmoty s epoxidovými základovými barvami. Již po dvou dnech se u t chto vzork objevily puchý e. Z tohoto d vodu tyto nát rové hmoty také nedoporu uji k použití pro ochranu silážních v ží, u kterých se vyskytuje prost edí s kyselinou mlé nou. 60

Z výsledk zkoušky vyplynulo, že záleží jednak na p edúprav povrchu základního materiálu (pozinkování, fosfátování s následnou pasivací) a dále na typu nát rového systému. Jako naprosto nevhodná p edúprava povrchu pro silážní v že s prost edím kyseliny mlé né se jevilo pozinkování. Rozdíl mezi fosfátovaným a pasivovaným základním materiálem a materiálem, který nem l žádnou speciální p edúpravu povrchu, nebyl v tomto experimentu zaznamenán. Všechny zkoušené nát rové hmoty m ly základní epoxidovou vrstvu. Rozdíly byly zaznamenány se zm nou vrchní vrstvy nát rového systému. Nejlepší pom r mezi ekonomickým a funk ním hlediskem vykázal nát rový systém se základní epoxidovou nát rovou hmotou a vrchní epoxipolyesterovou nát rovou hmotou (vzorky íslo 12 a 13).

61

7

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1.

ATRYX, 2009, Technické listy, Databáze online [cit. 2009-04-03], Dostupné na: www.atryx.cz/hmoty/hmoty.html

2.

BARTONÍ EK, R. a kol., 1966, Koroze a protikorozní ochrana kov , Academia, Praha, 720 s.

3.

HORÁK, J., 2007, Hodnocení ochranné ú innosti povrchových ochran nát rovými hmotami v laboratorních podmínkách, Bakalá ská práce, Brno, 39 s.

4.

IGP, 2009, Technické listy, Databáze online [cit. 2009-04-18], Dostupné na: www.okcolor.cz/cz/praskove-barvy-igp/technickelistyigp

5.

INTERPON, 2009, Technické listy, Databáze online [cit. 2009-04-20], Dostupné na: www.interpon.cz/interpon/text.php?query=8&page=1

6.

JÁRA, J., HAVRLAND, B., 1985, Protikorozní ochrana kovových konstrukcí a stroj v zem d lství, Metodiky pro zavád ní výsledk výzkumu do praxe 13, Praha

7.

KOHIMEX, 2008, Profil spole nosti, Databáze online [cit. 2009-04-20], Dostupné na: www.kohimex.cz

8.

KRAUS, V., 2006, Povrchy a jejich úpravy, Databáze online [cit. 2009-04-13], Dostupné na: http://tzs.kmm.zcu.cz/POUcelk.pdf

9.

KUBÁTOVÁ, H., 1994, Vypovídající schopnost zkušebních metod, Odolnost organických povlak : Sborník referát p ednesených na XXV. konferenci o nát rových hmotách 24. - 25. 5. 1994 v Se i u Chrudimi, Univerzita Pardubice, katedra polymer FCHT, s. 25-33

10. POHL, D., 2006, Nát ry kov , Koroze a ochrana proti korozi, ro . 50, . 1/2006, 62

s. 14, ISSN 0452 – 599X 11. Š ERBEJOVÁ, M., 1993, Strojírenská technologie, 1. vydání, MZLU, 1993, 132 s., ISBN 80-7157-083-4 12. Š ERBEJOVÁ, M., 1993, Volba a hodnocení trvanlivosti povrchových ochran v zem d lských provozech, Habilita ní práce, MZLU Brno, 144 s.

8

SEZNAM POUŽITÝCH NOREM 1.

SN ISO 7384

Korozní zkoušky v um lé atmosfé e – Všeobecné požadavky, 1994

2.

SN EN ISO 3231

Nát rové hmoty – Stanovení odolnosti vlhkým atmosférám s obsahem oxidu si i itého, 1998

3.

SN ISO 9227

Korozní zkoušky v um lých atmosférách – Zkoušky solnou mlhou, 1994

4.

SN ISO 4628/2

Nát rové hmoty – Hodnocení degradace nát r – Hodnocení intenzity, množství a velikosti obecných vad – Hodnocení stupn puchý ování, 1996

5.

SN ISO 4624

Nát rové hmoty – Odtrhová zkouška, 1995

6.

SN ISO 2409

Nát rové hmoty – M ížková zkouška, 1993

7.

SN ISO 9223

Koroze kov a slitin, Korozní agresivita atmosfér, Klasifikace, 1993

8.

SN 47 0009

Nát ry zem d lských stroj , za ízení a traktor ,

9.

SN 03 8240

Volba nát r pro ochranu kovových technických výrobk proti korozi,

9

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK 1. SVÚOM – Státní výzkumný ústav ochrany materiál 2. MZLU – Mendelova zem d lská a lesnická univerzita 3. NH – nát rová hmota 4. MŽP – Ministerstvo životního prost edí 5. MZ – Ministerstvo zem d lství 63

10 SEZNAM OBRÁZK Obrázek 1: Bezpe nostní list nát rové hmoty AXAL .................................................... 19 Obrázek 2: Solná komora ............................................................................................... 24 Obrázek 3: Ovládací pult solné komory ......................................................................... 24 Obrázek 4: Komora SO2 ................................................................................................. 26 Obrázek 5: Kondenza ní komora ................................................................................... 27 Obrázek 6: Nádrž na kejdu ............................................................................................. 38 Obrázek 7: Silážní v ž .................................................................................................... 39 Obrázek 8: Zm na vzhledu vzorku . 1 v porovnání s etalonem (naho e) ..................... 41 Obrázek 9: Zm na vzhledu vzorku . 2 v porovnání s etalonem (naho e) ..................... 42 Obrázek 10: Zm na vzhledu vzorku . 3 v porovnání s etalonem (naho e) ................... 42 Obrázek 11: Zm na vzhledu a vznik puchý

vzorku . 15 v porovnání s etalonem

(naho e) ................................................................................................................... 43 Obrázek 12: Vznik puchý

po 2 dnech u vzorku . 16 ................................................. 43


po 2 dnech u vzorku . 17 ................................................. 43

Obrázek 14: Zm na vzhledu vzorku . 21 v porovnání s etalonem (naho e) ................. 44 Obrázek 15: Podkorodování vzorku . 5 ........................................................................ 45 Obrázek 16: Podkorodování vzorku . 8 ........................................................................ 45 Obrázek 17: Podkorodování vzorku . 11 ...................................................................... 45 Obrázek 18: Podkorodování vzorku . 14 ...................................................................... 46 Obrázek 19: Podkorodování vzorku . 17 ...................................................................... 46 Obrázek 20: Sada pro m ížkovou zkoušku ..................................................................... 47 Obrázek 21: M ížková metoda vzorku . 5..................................................................... 47 Obrázek 22: M ížková metoda vzorku . 8..................................................................... 48 Obrázek 23: M ížková metoda vzorku . 11................................................................... 48 Obrázek 24: M ížková metoda vzorku . 14................................................................... 48 Obrázek 25: M ížková metoda vzorku . 17................................................................... 48 Obrázek 26: Odtrhom r .................................................................................................. 49 Obrázek 27: P ilnavost odtrhem u vzorku . 6 v porovnání s etalonem (naho e) .......... 50 Obrázek 28: P ilnavost odtrhem u vzorku . 9 v porovnání s etalonem (naho e) .......... 50 Obrázek 29: P ilnavost odtrhem u vzorku . 15 v porovnání s etalonem (naho e) ........ 51 Obrázek 30: P ilnavost odtrhem u vzorku . 21 v porovnání s etalonem (naho e) ........ 51 64

Obrázek 31: P ilnavost odtrhem u vzorku . 5 ............................................................... 52 Obrázek 32: P ilnavost odtrhem u vzorku . 7 ............................................................... 52 Obrázek 33: P ilnavost odtrhem u vzorku . 8 ............................................................... 52 Obrázek 34: P ilnavost odtrhem u vzorku . 11 ............................................................. 52 Obrázek 35: P ilnavost odtrhem u vzorku . 13 ............................................................. 53 Obrázek 36: P ilnavost odtrhem u vzorku . 14 ............................................................. 53 Obrázek 37: P ilnavost odtrhem u vzorku . 16 ............................................................. 53 Obrázek 38: P ilnavost odtrhem u vzorku . 17 ............................................................. 53 Obrázek 39: P ilnavost odtrhem u vzorku . 19 ............................................................. 54 Obrázek 40: P ilnavost odtrhem u vzorku . 20 ............................................................. 54

11 SEZNAM TABULEK Tabulka 1: Skupinové ozna ení nát rových hmot .......................................................... 17 Tabulka 2: Druhy nát rových hmot ................................................................................ 17 Tabulka 3: Barevné odstíny nát rových hmot ................................................................ 17 Tabulka 4: Charakteristika nát rových hmot ( ást 1.) .................................................... 30 Tabulka 5: Charakteristika nát rových hmot ( ást 2.) .................................................... 31 Tabulka 6: Hodnotící stupnice m ížkové metody ........................................................... 47 Tabulka 7: Vyhodnocení vzork po zkoušce ( ást 1.) .................................................... 55 Tabulka 8: Vyhodnocení vzork po zkoušce ( ást 2.) .................................................... 56 Tabulka 9: Teoretická vydatnost vybraných nát rových hmot ....................................... 58 Tabulka 10: Cena a pot ebné množství nát rových hmot............................................... 58

65

Mendelova zemdlská a lesnická univerzita v Brn Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Recommend Documents