Způsoby ochrany výrobků Systémy ochrany

Ochrana výrobku

Způsoby ochrany výrobků Systémy ochrany ●

Konstrukční řešení.

●

Volba odolného materiálu.

●

Omezení vlivu prostředí.

●

Úprava materiálu nebo povrchu.

●

Některá kombinace předchozích řešení ochrany.

2

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Čím je konstrukce jednodušší, tím je pravděpodobně: –

nižší poruchovost jednotlivých dílů zařízení,

–

snadnější výměna vadných dílů,

–

jednodušší obsluha zařízení.

Konstrukční řešení má zásadní vliv na provedení určitého typu povrchové ochrany.

STROJNÍ DÍLY

Nevhodná poloha profilových tyčí

Řešení

4

5

Spojované díly Svařované –

místnímu spálení nátěrů

–

odpaření žárově vytvořeného zinkového povlaku

–

hermetičnost sváru

6

Přeplátované plechy –

střižné hrany předlakovaných plechů

Šroubové a nýtové spoje –

dodatečná povrchová ochrana styčných ploch

–

místní spálení nátěru

–

zvyšená členitost povrchu (obtížná povrchová ochrana) 7

Lepené spoje –

Moderním způsobem spojování

–

Lepidla mohou být prostředím narušována obdobně jako jiné organické materiály

–

Jakost lepidla je dána výrobcem, jeho vlastnosti nelze dodatečnými opatřeními měnit

–

Ochrana lepeného spoje vhodným nátěrem (tam kde je vlhké prostředí)

–

Nevhodné pro zvýšený ohřevu či větší změny teploty

Ložiska –

Volba vhodného tuku

–

Samomazná (plastová ložiska)

–

Prachotěsné, uzavřené provedení

8

Pružiny –

Povrchová ochrana pružinových ocelí (navodíkování)

Spojovací materiál –

Elektrolyticky vyloučené povlaky zinku, kadmia, cínu, mědi a dalších slitin

–

Mechanické zinkování

9

Duté, uzavřené profily

Štěrbiny

Kombinace různých kovů –

Nebezpečí vzniku korozních makročlánků

–

Izolační vložka

–

Cupal 10

ELEKTROTECHNICKÉ DÍLY Elektronické díly a systémy –

Provozní teplota změny teploty (-5 až +50 °C)

–

Kontakty a prach (bezkontaktní spínání)

–

DPS dodržování technologických postupů (oplach, povrchová ochrana)

12

Vodiče a kabely –

Pro vlhká a znečistěná prostředí vodiče s pocínovaným jádrem

–

Nebezpečí plísňového napadení

–

Hlodavci

14

Vodiče a kabely –

Ochrana pláště (PVC) kabelu

16

Venkovní izolátory –

Nestejnoměrný ohřev v zimním období (praskání)

–

Usazování prachu a kondenzace vlhkosti

–

Solné depozity v přímořských oblastech

17

Kontakty a spoje –

V suchých tropech prach

–

Ve vlhkých tropech znečištění atmosféry

Povrchové cesty

18

OMEZENÍ VLIVU Úprava prostředí Přitápění –

zařízení umístěná pod přístřeškem,

–

ohřev vzduchu nad teplotu rosného bodu,

–

kde nelze vyloučit kondenzaci vodní páry, na nejnižším místě odkapávacími otvory,

–

podžhavená žárovka, infražárovka, topna tělíska

19

Chlazení –

Použitelné pro vnitřní prostředí

–

Výhody chlazení ●

vinutí a ventilační štěrbiny se nezanášejí prachem,

●

v chladičích se vlhkost tolik nesráží,

●

●

●

–

zařízení je možno zahřívat v době klidu radiátory o malém výkonu, zamontovanými do cirkulačního potrubí,

je zamezeno vnikání teplého vzduchu do strojovny a jiných prostorů, zařízení je přirozenou ochranou proti požáru, které můžeme být ještě zlepšeno přidáním CO2 do chladícího vzduchu

Nevýhody – finančně nákladné 21

Klimatizace –

Ekonomicky nákladnější a technicky složitější způsob úpravy prostředí

–

Často se doplňuje o čištění vzduchu

–

Hlavní využití: ● ● ● ● ● ●

výpočetní střediska, archivy, muzea, knihovny, sklady náročné techniky (např. vojenské), operační sály apod. 22

Při projektování klimatizačního zařízení je nutné brát v úvahu objem a provedení upravovaného prostoru: ●

tepelná izolace,

●

vstupní prostor.

23

Komplexní klimatizační jednotka velmi často obsahuje zařízení k odstranění prachu, bakterií a plynného znečištění z místností (čističku vzduchu).

Zachycuje: –

SO2, NOx, O3,

–

uhlovodíky,

–

motorové spaliny,

–

pach z čistících prostředků,

–

ozón vznikající při provozu kopírovacích zařízení,

–

výpary z nátěrů, laků,

–

tabákový dým,

–

laboratorní pachy,

–

kuchyňské a koupelnové zápachy,

–

nemocniční, tělesné a zvířecí zápachy.

24

Filtrační jednotka 25

Odstínění prostředí Elektrochemická ochrana Anodická - chráněný kov se uměle udržuje v pasivním stavu, do kterého by se kov v daném prostředí samovolně nedostal (kov je napojený na kladný pól zdroje jako anoda). Katodická - polarizace chráněného kovu posunem potenciálu v negativním směru.

27

Obětovaná elektroda 28

Ochrana s vnějším zdrojem 29

Rovnoměrnější podmínky Styk dvou vodivých materiálu

30

Omezení doby styku

Krytí

Určitou formou ochrany elektrotechnického zařízení před působením vnějšího prostředí je volba vhodného stupně krytí podle IEC 529. Jako ochrana vůči degradačnímu působení vnějšího prostředí připadají v úvahu stupně krytí IP5-6x a IPx1-8. 31

32

33

Uzavření, hermetizace Hermetizace - vložení chráněného výrobku do pouzdra, které je: –

trvale zavřeno,

–

příležitostně otvíráno.

Prostředí uvnitř pouzdra může být: –

vyčerpáno,

–

vyplněno inertním plynem,

–

vyplněno původní atmosférou.

34

U příležitostně otvíraných pouzder jsou problémy s těsností víka a pouzdra. Technika trvale uzavřeného pouzdra (zapouzdření) se aplikuje v elektronice např. při výrobě integrovaných obvodů (zapouzdřování čipů). Odstínění prostředí se aplikuje i při provozu silnoproudých zařízení.

Přípustné doby otevření 35

Povrchová ochrana Povrchové úpravy jsou jednou z hlavních možností při řešení protikorozních opatření. O volbě PO rozhodují: – – – – –

–

klimatické a provozní podmínky, za nichž bude výrobek provozován, druh kovového materiálu výrobku, požadavek na životnost povrchové ochrany, funkční požadavky kladené na výrobek, konstrukční řešení výrobku, technologie povrchové úpravy včetně přípravy povrchu. 36

Povrchová ochrana ●

●

●

●

Rozhodující úlohu hraje agresivita prostředí (korozní úbytky, vzhled, vlastnosti povrchu). Možnost zhotovit zvolená ochranný povlak (např. smaltování – ocel určitých vlastností). Životnost povlaku (ocel – 10 % plochy rez, Ni-Cr korozní zplodiny zákl. kovu). Technologičnost konstrukce (možnost aplikace PKO, svařování).

37

Povrchová ochrana ●

●

●

Kontrola kvality PKO (během provedení, v terénu, možnost opravy). Ekonomický rozbor v návaznosti na požadovanou životnost PKO). Povrchové úpravy zdroj emisí, těkavé látky, odpadních vod, těžkých kovu).

38

Povrch a jeho vlastnosti Povrch – rozhraní dvou fází. O povrchových vlastnostech rozhoduje: – –

struktura materiálu, vlastnosti povrchu.

Vlastnosti povrchu určuje „mezní vrstva“ kterou nazýváme povrchovou vrstvou. Posuzovat vlastnosti kovového povrchu můžeme na základě znalosti kovového povrchu bez interakce s prostředím. 39

Povrch a jeho vlastnosti I. STRUKTURA Volný povrch kovů - povrch velkého souboru zrn, tvořících rozhraní mezi pevnou fází a okolím. Charakteristickou vlastností každého povrchu pevné fáze je skoková změna symetrie sil působících na atomová jádra krystalové mříže.

„nenasycená vazba“

40

Povrch a jeho vlastnosti O struktuře a tvaru povrchu rozhoduje povrchová energie. Stabilní povrch by měl mít povrchovou energii minimální. O geometrické struktuře rozhoduje elektronová struktura – prostorové rozložení elektronových vrstev. Elektronová struktura určuje chemickou reaktivitu povrch.

41

Povrch a jeho vlastnosti Chemická aktivita –

–

chemisorpce – molekuly jsou k adsorbátu vázány chemicky (sdílený přenos elektronů) adsorpce (fyzikální) – van der Wallsovy síly

42

Povrch a jeho vlastnosti Interakce plynu s povrchem pevné látky: – – – – –

monomolekulární vrstva (chemisorpce) polymolekulární adsorpce (fyzikální adsorpce) pronikání částic do povrchové vrstvy (inkorporace) pronikání částic do větších hloubek (rozpuštění v materiálu)

chemisorpce

inkorporace

absorpce 43

Povrch a jeho vlastnosti Při růstu vrstev se mohou uplatnit různé mechanizmy: – – –

tvorba vícevrstvých objemových ostrůvků (Volmer-Webrův mechanizmus) postupná tvorba monovrstev (Frank-van der Mervův mechanizmus) tvorba prostorových ostrůvků (SitranskiKrastanův mechanizmus)

44

Povrch a jeho vlastnosti Reálné povrchy jsou vždy heterogenní. Heterogenita může být: – –

biografická - vzniklá při přípravě povrchu indukovaná - podmíněná adsorpcí

Interakce heterogenního povrchu s atmosférou může být: – –

přímá (mezi adsorbovanými molekulami) zprostředkovaná (mezi povrchem a adsorbovanými molekulami)

45

Povrch a jeho vlastnosti Slitinové povrchy – bimetalický systém. Mění se charakter adsorpčních míst. Za určitých podmínek mohou adsorbované molekuly putovat ze záchytných míst na „neaktivní“ centra. V běžných provozních podmínkách nejsou povrchové vrstvy nikdy dokonale čisté. V povrchové vrstvě jsou adsorbovány molekuly plynu, oxidy kovu, vlhkost ..

46

Povrch a jeho vlastnosti

47

Povrch a jeho vlastnosti II. CHEMICKÉ VLASTNOSTI Základní chemické děje na povrchu: –

–

anodická oxidace – rozpouštění kovu katodická redukce – redukce kyslíku, nebo vylučování vodíku na povrchu

Rozpouštění kovu může probíhat v: – –

aktivním stavu pasivním stavu

48

Povrch a jeho vlastnosti Rozpouštění v aktivním stavu nastává u kovových povrchů, které nejsou pokryty žádným filmem. Pasivní stav je charakterizován vznikem nerozpustných sloučenin na povrchu. Oba děje popisují polarizační křivky (závislost anodového proudu na potenciálu)

49

Povrch a jeho vlastnosti III. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI – – –

emisní vlastnosti povrchu elektrické vlastnosti (povrchová vodivost) elektrické výboje

IV. GEOMETRICKÉ VLASTNOSTI Odchylky od ideální rovinnosti mohou vznikat: – –

–

ve výrobě v přípravě povrchu při interakci povrchu s prostředím 50

Povrch a jeho vlastnosti Při opracování vznikají na povrchu makro a mikro nerovnosti

51