Koroze pivních korunek I - struktura II - technologie

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Koroze pivních korunek I - struktura II - technologie"

Lucie Matoušková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Koroze pivních korunek I - struktura II - technologie

2 Produkty koroze na hrdle pivní lahve světového výrobce piva Detail hrdla pivní láhve Koroze na vnitřní straně pivní korunky

3 Možné zdroje koroze popř. jejích produktů Poškození protikorozní vnitřní ochrany nevhodným uzavíráním lahví, popř. její poškození z výroby korunek Střižná hrana,která je bez požadované protikorozní ochranné vrstvy Produkty koroze z oplachové vody Technologie výroby pivních korunek Korozní a grafická úprava tabule plechu o přesné tloušťce, definované struktuře a požadovaném chemickém složení Přesné prostřižení a získání požadovaného tvaru Kontrola jakosti

z oplachové vody Technologie výroby pivních korunek Korozní a grafická úprava tabule plechu o přesné tloušťce,

4 Technologie výroby pivních korunek Používaný materiál Feritická ocel s malým obsahem uhlíku (0,004-0,09%C) velké rozdíly %C v používaných ocelích Feritická struktura s odpovídajícím množstvím cementitu Rozdílná velikost zrna Povrchová úprava Galvanický povlak cínu nebo chromu Grafická úprava - dle barevné náročnosti až 6 vrstev Povrch bezbarvý lak

odpovídajícím množstvím cementitu Rozdílná velikost zrna Povrchová úprava Galvanický

5 Možné příčiny koroze pivních korunek mohou být skryty v: Chemické a strukturní skladbě - ve velikosti zrna Stavu povrchu a kvality povrchové ochrany Kvalitě oplachové vody Kvalitě střižné hrany

6 Chemická a strukturní skladba, velikost zrna Vzorek C [%] Korozní odolnost Vrstva D sm [μm] Velikost zrna Množství cementitu F2 0,04 1,1 Cr 4,9 málo F3 0,09 1,9 Sn 9,7 hodně Pivní korunka F2 Pivní korunka F3

7 Cementit má o 330 mv vyšší standardní elektrodový potenciál než železo. Vdůsledku toho při ponoření kovu obsahující cementit do elektrolytu vznikne v rámci jednoho zrna oceli mnoho galvanických lokálních článků, které povedou ke korozi. U vzorku F2 je cementitu málo, struktura je mnohem homogennější a galvanických článků, jimiž by se realizovala koroze při ponoření oceli do elektrolytu, je mnohem méně. V tomto případě je tato teorie podpořena výsledky provedeného korozního testu. U vzorku F2 je hodnota testu 1,1 zatímco u vzorku F3 je hodnota testu 1,9. Vzorek C [%] Korozní odolnost Vrstva D sm [μm] Velikost zrna Množství cementitu F2 0,04 1,1 Cr 4,9 málo F3 0,09 1,9 Sn 9,7 hodně

U vzorku F2 je cementitu málo, struktura je mnohem homogennější a galvanických článků, jimiž by se realizovala koroze při ponoření oceli do elektrolytu, je mnohem méně.

8 Korelace mezi velikostí zrna a korozní odolností Materiál s menší velikostí zrna je dle Herringova vztahu mnohem více reaktivnější oproti stejnému materiálu s větší velikostí zrna. Tato závislost vyplývá ze závislosti volné entalpie: G(r)=G( )+a/r Volná entalpie je měrou reaktivity materiálu (čím menší je velikost zrna r, tím je větší termodynamický potenciál, tj. Gibbsova funkce G(r) a strukturní stav je labilnější). V našem případě se materiál choval naopak. Pivní korunky s menší velikostí zrna (F2) byly odolnější vůči korozi oproti hrubozrnnějším (F3). Je však otázkou nakolik je provedená korozní zkouška dle uvedené normy spolehlivá a nakolik jsou její výsledky správné. U vzorku F 2 je nepříliš výrazná textura - mnohem slabší než u vzorku F3. Vzorek F2 obsahuje ve své struktuře většinou drobné krystaly o velikosti asi 1 mikrometr, ale kromě toho je přítomna malá část větších krystalků (asi 30 mikrometrů); textura není příliš výrazná.

Gibbsova funkce G(r) a strukturní stav je labilnější). V našem případě se materiál choval naopak. Pivní korunky s menší velikostí zrna (F2) byly odolnější vůči korozi oproti hrubozrnnějším (F3).

9 Stav povrchu a kvality povrchové ochranné vrstvy Test korozní odolnosti dle normy ČSN Vzorky byly ponořeny do roztoku síranu měďnatého (CuSO 4 ) Povrch korunky, kde vycementovala měď

163510 Vzorky byly ponořeny do roztoku síranu

10 Povrch střižné hrany s odlupující se mědí

11 Vliv chemického složení povrchové vrstvy Při poškození ochranné vrstvy, nebo na okraji střižné hrany vzniká galvanický článek cín-železo popř. chrom-železo vedle chemické koroze se iniciuje ještě koroze elektrochemická Poměry v článcích železo-chrom a železo-cín jsou dány standardními elektrochemickými potenciály. Příznivější je případ chromové vrstvy, která působí jako anodová oblast (chrom se rozpouští a usazuje na železe). Velmi nepříznivý případ je když ocelový plech je pokryt cínem: ten pak ve vzniklém článku Fe-Sn hraje úlohu katody, tj. železo se rozpouští a usazuje se na cínu. Tato teorie potvrzuje získané výsledky, neboť korunka F2 s vrstvou Cr vykazovala v testu přejímací kontroly vyšší korozní odolnost (1,1) oproti korunce F3 s vrstvou Sn (1,9).

Příznivější je případ chromové vrstvy, která působí jako anodová oblast (chrom se rozpouští a usazuje na železe).

12 Kvalita oplachové vody Po upozornění na možnost iniciace koroze popř. přenosu korozních produktů, byly v pivovaru provedeny úpravy skladby oplachové vody. Tím se opět snížilo riziko vzniku koroze. Kvalita střižné hrany Z provedených analýz a pozorování vyplývá jednoznačný závěr: významným zdrojem koroze na pivních korunkách je nekvalitní střižná hrana.

Tím se opět snížilo riziko vzniku koroze.

13 Vzhled střižné hrany Střižná hrana korunky má obecně dvě části: oblast hladkého střihu a lomovou plochu (tvořenou důlky tvárného porušení).

14 Vzhled různých střižných hran pivních korunek snadno podléhajících korozi

15 Provedené korozní zkoušky jednoznačně potvrdily naši dřívější domněnku: Kvalita střižné hrany je výrazným faktorem ovlivňující korozní odolnost pivní korunky!!! Nová možnost sledování kvality střižné hrany využití rentgenogramů, které jednoznačně kvalifikují velikost deformace ve střižné hraně. Příčina špatné střižné hrany Dodavatel na jedné lince vyrobí denně přes 2,7 milionu pivních korunek. Linka je v provozu vždy několik měsíců, přičemž seřízení se provádí velmi zřídka, většinou při výměně nástroje (jednou ročně) nekvalitní střižná hrana Vliv kvality nástroje na kvalitu střižné hrany Experiment sledoval kvalitu střižné hrany v souvislosti s nabroušením a seřízením nástroje.

Příčina špatné střižné hrany Dodavatel na jedné lince vyrobí denně přes 2,7 milionu pivních korunek.

16 Střižná hrana před renovací a seřízením nástrojů Střižná hrana po renovaci a seřízení nástrojů

17 Závěr Potvrdilo se, že technologie stříhání má hlavní vliv na korozní odolnost pivních korunek. Prokázalo se, že při vystřihování neostrými a neseřízenými nástroji se způsobuje větší deformační ovlivnění materiálu s následným zhoršením korozních vlastností. Strukturní stav není v tomto případě tak rozhodujícím faktorem jako kvalita střižné hrany. Korozní testy dle normy ČSN nezachycují reálný stav korozní odolnosti. Často se v hodnocení projeví nepřesnost způsobená artefakty vzniklých dodatečně usazenými korozními produkty popř. ze střižné hrany uvolněnými otřepy.

korozních vlastností. Strukturní stav není v tomto případě tak rozhodujícím faktorem jako kvalita střižné hrany.

Podobné dokumenty

1.1.1 Hodnocení plechů s povlaky [13, 23]

1.1.1 Hodnocení plechů s povlaky [13, 23] Hodnocení povlakovaných plechů musí být komplexní a k určování vlastností základního materiálu přistupuje ještě hodnocení vlastností povlaku v závislosti na jeho