Objednejte si bezplatné zasílání tištěné verze časopisuKONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
ISSN 1803-8433
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Povrchová ochrana    Studium vad povlaku duplexního systému

Studium vad povlaku duplexního systému

Publikováno: 16.1.2017
Rubrika: Povrchová ochrana

Ochrana materiálu proti korozi je velice rozsáhlý vědní obor zahrnující několik metod, pomocí kterých lze účinně snižovat negativní účinky koroze. V oblasti ocelových konstrukcí je nejvíce rozšířenou metodou tvorba ochranného povlaku (organický nebo anorganický) na povrchu materiálu. Proces zhotovení ochranného povlaku sestává z několika technologických kroků a etap, jehož základním cílem je dosažení povlaku vysoké kvality a dlouhé životnosti. Životnost ochranného povlaku může být ovlivňována různými faktory, mezi které např. patří typ ochranného povlaku, konstrukční řešení ocelové konstrukce, ale také vady povlaku. Uvedený článek se zabývá studiem vad ochranného povlaku.

ÚVOD

V průběhu aplikace ochranného povlaku, manipulace s dílci, montáže ocelové konstrukce, instalace dalších prvků na konstrukci apod. vznikají vady, které lze rozdělit do mnoha kategorií, podle různých kritérií. Můžeme se setkat s vadami aplikačními, technologickými, konstrukčními a v neposlední řadě vadami, které mají charakter mechanického poškození. Tento typ vady, který můžeme označit jako montážní, vzniká v důsledku působení vnějšího mechanického namáhání na ochranný povlak. V technické praxi se velmi často setkáváme s případy, kdy vada je pouze přetřena opravným nátěrovým systémem bez jakékoliv přípravy povrchu. Tento stav je nežádoucí, který způsobuje předčasné poškození ochranného povlaku. Experimentální výsledky uvedené v tomto článku popisují montážní vady, jakým způsobem dochází k ovlivnění ochranného povlaku vnějším mechanickým namáháním a jak důležitá je oblast provádění následných opravných prací. Pro experimentální práce byly použity ochranné povlaky skládající se z žárově zinkovaného povlaku ponorem a nátěrového systému. Jedná se o systém velmi často využívaný v protikorozní ochraně ocelových konstrukcí a spadající do velké oblasti duplexních systémů.

VADY POVLAKU DUPLEXNÍHO SYSTÉMU

Montážní vady duplexního systému můžeme dle rozsahu poškození rozdělit do tří základních skupin: vady duplexního systému až na podkladový ocelový materiál, vady duplexního systému až na povlak žárového zinku a povrchové vady nátěru. Následná oprava vyžaduje provedení vybroušení vady s hladkým a pozvolným přechodem do okolního povlaku. Tento krok je velmi důležitý ze dvou hledisek. Prvním je estetický vzhled. Vzniklá vada narušuje jednotnost a rovnoměrnost povlaku. Druhým, důležitějším hlediskem, je odstranění všech nepřilnavých vrstev duplexního povlaku, trhlin, ostrých hran, potenciálních kapes, ve kterých se můžou usazovat nečistoty, apod. Jakákoliv „nedokonalá“ (neodborná) oprava má za následek další vady systému.

EXPERIMENTÁLNÍ ZKOUŠKY

Kvalita provedených opravných prací má velký vliv na životnost nátěrového systému, resp. na životnost duplexního povlaku.

Pro studium vad byly v laboratorních podmínkách vytvořeny vady mechanického charakteru:

  • s přesně definovanou nárazovou silou (10 až 90 N, krok 10 N) a geometrii nárazového tělíska – pro vytvoření vad povlaku byl použit zkušební přístroj skládající se z úderníku se vsazenou ocelovou kuličkou o průměru 5 mm, která se vystřeluje pomocí tlačné pružiny proti zkoušenému povrchu,
  • s nedefinovanou nárazovou silou a geometrii nárazového tělíska (simulace reálných podmínek) – pomocí kladívka a šroubováku byl nekontrolovaně poškozován zkoušený ochranný povlak. 

Pro experimentální zkoušky byly použity dvě sady vzorků:

  • vzorky žárově zinkované ponorem – průměrná tloušťka zinkového povlaku je 80 μm
  • vzorky s duplexním povlakem: 80 μm žárově zinkovaný povlak ponorem + 40 μm epoxidový nátěr + 110 μm epoxidový nátěr + 60 μm polyuretanový nátěr. Uvedený ochranný povlak je schválený dle TKP19B pro protikorozní ochranu ocelových mostů a konstrukcí.

Veškeré vyhodnocení bylo provedeno na optickém mikroskopu Neophot 2 (VŠB – Technická univerzita Ostrava, Katedra mechanické technologie, Ústav strojírenských materiálů a povrchových úprav).

VADY VYTVOŘENÉ S PŘESNĚ DEFINOVANOU NÁRAZOVOU SILOU

Obrázky 1 a 2 ukazují vliv zvyšující se nárazové síly na povlak žárového zinku. Při nárazové síle 10 N nevzniklo žádné poškození. Se zvyšující se nárazovou silou lze pozorovat plastickou deformaci na okraji „vtisku“ (viz Obrázek 3). Velikost zbytkového napětí v místě vtisku a vliv na vlastnosti povlaku žárového zinku bude předmětem dalších experimentálních prací. Na okraji vtisku byly dále zjištěny útvary, které mají charakter mikrotrhlinek (viz Obrázek 4). Tento jev bude dále ověřován v rámci např. elektronové mikroskopie.

Obrázky 5 a 6 znázorňují schéma poškození duplexního systému definovanou nárazovou sílou. Můžeme zde sledovat průběh poškození nátěrového systému, kdy od nárazové síly 60 N vznikly mikrotrhliny po obvodu vzniklého „vtisku“, aniž by došlo k viditelnému poškození nátěrového systému (destrukci) – Obrázek 7.

VADY VYTVOŘENÉ S NEDEFINOVANOU NÁRAZOVOU SILOU

Na Obrázku 8 vidíme vady povlaku žárově zinkovaného ponorem, které byly vytvořeny s nedefinovanou nárazovou silou a geometrii nárazového tělíska (kladívko a šroubovák). Na Obrázku 8A lze vidět poškození zinkového povlaku až na základní ocelový materiál (vyznačeno červeně). Vlivem ostrých třísek vzniklých podél hrany vady (viz Obrázky 8B a 8C) může dojít k předčasnému poškození následně aplikovaného nátěrového systému.

Obrázek 9 charakterizuje mechanickou vadu duplexního systému vytvořenou nedefinovanou silou a geometrii nárazového tělíska – kladívko (Obrázek 8A) a šroubovák (Obrázek 8B a 8C). U všech tří obrázku můžeme pozorovat, že energie vnesená do nátěrového systému způsobí výrazné poškození nátěrového systému, ale také ztrátu adheze a popraskání nátěru v blízkém okolí kolem vady. Vzniklé poškození nemusí být viditelné pouhým okem. Dále na Obrázku 9 vidíme ostré hrany v místech popraskání nátěru a poškození povlaku žárového zinku. Pokud v průběhu opravy vzniklých vad nedojde k vybroušení vady s hladkým a plynulým přechodem do okolního neporušeného povlaku,  vystavujeme se riziku předčasného poškození duplexníhosystému a výraznému zkrácení celkové životnosti.

PRAKTICKÉ PŘÍKLADY

V této kapitole budou ukázány a popsány reálné případy z praxe.

Obrázek 10 ukazuje reálné případy, se kterými se lze setkat v technické praxi. Ve všech případech se jedná o ocelovou konstrukci chráněnou proti korozi duplexním povlakem (žárově zinkovaný povlak ponorem a nátěrový systém). Inspekční kontroly odhalily velké množství vad, které měly charakter poškození v průběhu manipulace, popř. montáže a tyto vady byly opraveny neodborně nebo nebyly opraveny vůbec. Což z pohledu životnosti ochranného povlaku je zcela nepřípustný stav.

Jak bylo uvedeno výše, jakákoliv oprava vady musí být provedená vybroušením vady s hladkým a pozvolným přechodem do neporušeného okolního nátěru/povlaku s následnou aplikací opravného nátěrového systému – příklad viz Obrázek 11.

ZÁVĚR

Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí nátěrovými a kovovými povlaky je velmi důležitou součásti průmyslové praxe. Nejenom, že vytváří design výrobku nebo konstrukce, ale hlavně chrání materiál před okolními vlivy, chrání materiál před korozí. Tato ochrana je založena především na vytvoření jednotného, celistvého povlaku, který primárně vytváří účinnou bariéru. Účinnost vytvořené bariéry je negativně ovlivňována různými faktory, mezi které patří vady nátěrového systému, popř. povlaku. Hlavním cílem uvedeného článku bylo ukázat proč je důležitá oprava vad ochranného povlaku technologickým postupem uvedeným v tomto článku. Výsledky zde uvedené dokazují, že montážní vada v sobě skrývá výraznou plastickou deformací povlaku s projevem vzniku mikrotrhlin, které můžou mít negativní vliv na výsledné protikorozní vlastnosti. Bylo potvrzeno, že poškození ochranného povlaku se nekoncentruje pouze na plochu dopadu cizího tělesa, ale i na blízké okolí samotného poškození.

Bookmark
Ohodnoďte článek:

Fotogalerie
Obrázek 1 – Mechanické poškození povlaku žárového zinku s postupným zvyšováním nárazové síly – A: výchozí stav; B: vzorek s vytvořenými vadami (označeno).Obrázek 2 – Mechanické poškození povlaku žárového zinku s postupným zvyšováním nárazové síly: A = 20 N až H = 90 N (krok 10 N), zvětšení 20x.Obrázek 3 – Plastická deformace na okraji „vtisku“. Patrné převýšení povlaku žárového zinku.Obrázek 4 – Mikrotrhlinky na okraji vtisku, zatěžující síla 20 N, zvětšení 100x.Obrázek 5 – Mechanické poškození duplexního povlaku s postupným zvyšováním nárazové síly – A: výchozí stav; B: vzorek s vytvořenými vadami (označeno)Obrázek 6 – Mechanické poškození duplexního povlaku s postupným zvyšováním nárazové síly: A = 10 N až I = 90 N (krok 10 N)Obrázek 7 – Vznik trhlin v nátěru na okraji vady, nárazová síla 60 NObrázek 8 – Mechanické poškození povlaku žárově zinkovaného ponorem – vady vytvořené s nedefinovanou nárazovou silou a geometrii nárazového tělíska: A – kladívko (zvětšení 10x), B, C – šroubovák (zvětšení 20x)Obrázek 9 – Mechanické poškození duplexního systému – vady vytvořené s nedefinovanou nárazovou silou a geometrii nárazového tělíska: A – kladívko, B, C – šroubovák; zvětšení 10xObrázek 10 – Praktické ukázky neodborné opravy a mechanického poškození ochranného povlaku: A, B – neodborná oprava, C až F – mechanické poškozeníObrázek 11 – Příklad opravy mechanického poškození ochranného povlaku ocelové konstrukce: A – mechanické poškození , B – příprava povrchu, C – aplikace základního nátěru, D – aplikace vrchního nátěru

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

AČSZ – Aktuální ekologické otázky EU pro odvětví žárových zinkoven (2077x)
Ekologické a legislativní otázky představují velice důležitou součást práce evropského sdružení asociací žárových zinkov...
AČSZ – Navrhování součástí pro žárové zinkováníAČSZ – Navrhování součástí pro žárové zinkování (2077x)
Protikorozní ochrana je nedílnou a velmi důležitou součásti výrobního procesu jakékoliv ocelové konstrukce. Kromě dekora...
Vývoj teplot žárově zinkovaných ocelových prvků během požáru (397x)
Požaduje-li se u ocelových konstrukcí požární odolnost 30 minut, je nutné zajistit pasivní protipožární ochranu. Za účel...

NEJlépe hodnocené související články

Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí duplexními povlaky (5 b.)
Ocelové konstrukce jsou součásti našeho života a ve velké míře nás obklopují. Setkáváme se s nimi jak při výrobě různých...
Tryskání a ekonomieTryskání a ekonomie (5 b.)
Snahou konstruktérů je vyvinout technologie, které překonávají vlastnosti technologií předešlých. Technologie, vznikajíc...
Hempel a Volkswagen AG: úspěšná spolupráce v ruském městě KalugaHempel a Volkswagen AG: úspěšná spolupráce v ruském městě Kaluga (5 b.)
Na pozvání Volkswagen Group Rus se společnost Hempel nedávno zúčastnila důležitého projektu zajištění protikorozní ochra...

NEJdiskutovanější související články

Ochranná maskovací páska do žárového zinkuOchranná maskovací páska do žárového zinku (3x)
Na základě poptávky našich zákazníků na maskování částí ocelových konstrukcí před žárovým pozinkováním jsme se začali za...
Povrchová úprava při výstavbě a rekonstrukcích fotbalových stadionů v JARPovrchová úprava při výstavbě a rekonstrukcích fotbalových stadionů v JAR (2x)
Přelom června a července letošního roku bude ve znamení Mistrovství světa ve fotbale 2010. Tuto sportovní událost poprvé...
Pasivní protipožární ochrana (1x)
Ocel je nehořlavý anorganický materiál používaný pro své fyzikální a mechanické vlastnosti ve stavebnictví a v dalších o...
Aktuální číslo časopisu
Katalog firem - registrace

Působíte v oboru
pozemních staveb?
Potom využijte možnosti registrace
za akční cenu 300,-/rok

do Katalogu firem.

Google