Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.8 Realizace klempířských prací a dovedností Kapitola 14 Ochrana proti korozi Ing. Vladimír Polehňa 30.9.2012
Obsah ANOTACE VÝUKOVÉHO MATERIÁLU... 3 1 OCHRANA PROTI KOROZI... 4 1.1 ÚČEL OCHRANY:... 4 1.2 OCHRANA PŘED KOROZÍ MŮŽE BÝT PROVEDENA:... 4 2 PRACOVNÍ LISTY - OCHRANY PROTI KOROZI... 12 3 DOPORUČENÁ LITERATURA A ZDROJE... 14 4 POUŽITÁ LITERATURA... 15
Anotace výukového materiálu Výukový materiál Realizace klempířských prací a dovedností je určen především žákům prvních až třetích ročníků všech klempířských oborů, případně i žákům nástavbového studia obdobného zaměření. Mnohé tématiky najdou uplatnění i u oborů karosářského zaměření. Zpracovaný materiál je vhodný k samostudiu žáků, ale i jako podpora pedagogických pracovníků při jejich přípravě na vyučovací hodinu. Rozsah učiva je v souladu s ŠVP s ohledem na požadavky vyplývající ze společných jednotných zadání uvedených oborů. Novému učivu vždy předchází návaznost na předcházející témata, následuje vysvětlení pojmů a principů i obrazové přílohy zvyšující vnímatelnost studovaného tématu. Ke každé kapitole je vypracován pracovní list sloužící k procvičení a upevnění učiva. Žáci si rozšíří své znalosti o různých způsobech ochran proti korozi. Prohloubí své znalosti jak zabránit korozi správnou volbou materiálu, pokovováním a poplastováním materiálu, úpravou prostředí, konstrukční úpravou i elektrochemickou úpravou. 3
1 Ochrana proti korozi Jedná se o oddělení kovového materiálu od prostředí, které korozi způsobuje. Nebudeme-li chránit materiály před korozí pak by korozi podlehl dříve nebo později každý materiál. 1.1 Účel ochrany: 1) Ochrana materiálu 2) Estetika 3) Prodejnost výrobku 1.2 Ochrana před korozí může být provedena: - Správnou volbou materiálů Pokovováním a poplastováním materiálu Úpravou prostředí Konstrukční úpravou Elektrochemickou ochranou. 1.2.1 Ochrana volbou materiálu -různé materiály korodují různou rychlostí. Využíváme znalostí o vlastnostech kovů a jejich slitinách a o jejich stálosti v různých prostředích. 1.2.2 Ochrana pokovováním a poplastováním Podstatou této ochrany je vytvoření vrstvy patřičné tloušťky jiného materiálu na základním chráněném materiálu. Tato vrstva může být vytvořena většinou ze všech kovů, jejich slitin a oxidů i z různých druhů plastických hmot(pe,pa,..) Kovové povlaky dělíme: a) Podle druhu povlakového kovu - Pokrýváme vždy ušlechtilejším kovem než je původní materiál. - Nejvíce se uplatňují vrstvy povlaky těmito kovy: Mědění, Niklování, Chromování, Cínování, Zinkování, Mosazení, Stříbření, Hliníkování, atd 4
b) Podle použité technologie nanášení povlaků. - Chemicky kovové povlaky - vytvořené chemicky redukcí povlakového kovu bez el. proudu - Galvanicky kovové povlaky Žárové povlaky Metalizované povlaky Povlaky vytvářené mechanicky 1.2.2.1 Chemicky kovové povlaky Vytvořené chemicky redukcí povlakového kovu bez účinku vnějšího zdroje elektrického proudu. Proud se vytvoří sám přímo v lázni rozdílem potenciálů mezi základním kovem a roztokem povlakového kovu.( nejpoužívanější je niklování, ale rozšiřuje se i pokovování hliníku či plastů). 1.2.2.2 Elektrochemické kovové povlaky(galvanické) - Podstatou této ochrany je elektrolýza. Elektrolýza je vylučování iontů z elektrolytu (roztok kovových solí nebo taveniny) účinkem vnějšího zdroje elektrického proudu prostřednictvím dvou elektrod (katoda a anoda). Na pokovovaný předmět, který je spojen s katodou se postupně vylučuje kov uvolněný z anody a tímto obsažený v elektrolytu. Takto se přenáší kov z jedné elektrody na druhou (převážně z anody na katodu) 5
1.2.2.3 Pokovování v roztavených kovech Předmět se ponoří do lázně roztaveného povlakového kovu a díky vzájemné reakci taveniny s povrchem předmětu vznikne povlak. Pokovovaný kov musí mít vyšší teplotu tání než roztavený kov pokovovací lázně. ( ideální Sn, Zn, Pb, Al ) 1.2.2.4 Žárové stříkání ( metalizace ) Spočívá v nanášení jemných částiček natavených nebo roztavených kovů na připravený povrch pokovovaného předmětu. Využívá Využívá se speciálních stříkacích pistolí s proudem stlačeného vzduchu. Stříkaný materiál se dodává do trysek pistole jako: tavenina, nebo prášek a nejčastěji jako drát ( Pb, Zn, Al, Cu a její slitiny). Stříkací pistole jsou : - Plynové - Elektrické - plazmové 1) 2) 3) 4) 5) drát stlačený vzduch kyslík + acetylen tavení drátu rozprášený roztavený kov v proudu vzduchu a) Plynová stříkací metalizační pistole b) Elektrická stříkací pistole Stříkaný kov po dopadu na povrch předmětu tuhne a vytváří souvislou povlakovou vrstvu. 6
1.2.3 Ochrana nátěry Využíváme jakýchkoli prostředků pro nanášení. (v tekutých, těstovitých nebo práškovitých stavech) Nátěrové hmoty nepůsobí jako bariéra proti pronikání vlhkosti a kyslíku, protože jsou propustné pro vodu i kyslík. Nejdůležitější je správná a kvalitní příprava povrchu před nátěrem. Nátěrová hmota tak spíše jen minimalizuje a zpomaluje rychlost koroze. Nabízí se široká škála barevných odstínů, přesného namíchání odstínů barev i celkem jednoduchého technologického postupu. 1.2.3.1 Složky nátěrové hmoty Pojidla - nejdůležitější součást nátěrové hmoty Skládá se z : a) Filmotvorných látek (netěkavých) tyto vytvářejí po zaschnutí na povrchu souvislý film. ( oleje,pryskyřice..) b) Rozpouštědel (těkavé látky ) látky v nichž jsou filmotvorné látky rozpuštěny a umožňují technologii nanášení. ( terpentin, benzen, alkohol,..) Pigmenty - látky které fungují jako inhibitory koroze a snižují její rychlost. Plnidla - Dávají zabarvení a neprůhlednost. - látky upravující technologické vlastnosti( zabraňují smršťování filmu ) Sušidla - stabilizátory 7
1.2.3.2 První číslice tohoto čtyřmístného čísla udává druh nátěrové hmoty: 1000 - bezbarvé, případně transparentně zbarvené laky, fermeže 2000 - nátěrové hmoty pigmentované (barvy a emaily) 3000 - pasty 5000 - tmely 6000 - ředidla 7000 - tužidla, iniciátory, sušidla 8000 - pomocné přípravky a jiné Za první skupinou čtyř čísel oddělených lomítkem následuje další řada čtyř čísel, která označuje odstíny. Tato řada čísel odstínů" navazuje na v naší zemi vžité značení podle ČSN 67 30 67, kdy první číslice udává barevný tón : 1000-1999 - bílé, šedé, černé 2000-2999 - hnědé 3000-3999 - fialové 4000-4999 - modré 5000-5999 - zelené 6000-6999 - žluté 7000-7999 - oranžové 8000-8999 - červené 9000-9999 - hliníkové a ostatní Základní, podkladové a případně i některé další nátěrové hmoty jsou vyráběny pouze v přibližných odstínech. V těchto případech je přibližný odstín označen čtyřmístným číslem začínajícím nulou a druhá číslice vyjadřuje barevný tón podle uvedeného rozdělení odstínů. Další dvě číslice označují podobnost s číslem barevného odstínu ve vzorkovnici (např. základní antikorozní barva FORMEX S 2003/0110 je podobná přesnému šedému odstínu 1100). Odstíny transparentně zbarvených laků jsou opět označeny čtyřmístným číslem, kdy na začátku jsou dvě nuly, třetí číslice udává barevný tón a čtvrtá číslice intenzitu zbarvení jako např. LAZUROL S 1023/0021 (ořech) udává hnědý odstín odlišné intenzity (světlejší) než 0022 (palisandr) tm. hnědý. 8
1.2.3.3 Vady nátěrů - příčiny a) nesprávný technologický a pracovní postup b) škodlivé vlivy prostředí c) užití nevhodné nátěrové hmoty d) použití nekvalitní nátěrové hmoty 1.2.3.4 Druhy nátěrových vad stékání nátěru nejčastější vada na svislých plochách, způsobená nedodržením technologie, jako je hustota, teplota, podklad, špatné rozetření, atd. smršťování nátěru projeví se zvrásněním povrchu nátěru. Příčinou bývá nestejnoměrně tlustá vrstva, teplota, vlhkost, atd. trhání nátěru typická vada nedodržení technologie např. nestejné vrstvy nátěru, nátěr do živého, tlustá vrstva tmelu tvoření puchýřů - vada z nejvyšším množstvím příčin. Špatná příprava podkladu, vlhký podklad, hustý nátěr, vysoká teplota, atd. praskání a odlupování nátěru je typická vada způsobená špatnou přilnavostí na podklad. Příčinou může být vlhkost, koroze, špatně promíchaný email, nevhodná nátěrová hmota, atd. křídovatění nátěru způsobuje titanová běloba u starších nátěrových hmot. 1.2.3.4.1 Postupy a způsoby nanášení : Nejdříve se nanášejí: 1) 2) 3) 4) 5) 1.2.3.5 nátěrové hmoty napouštěcí základní nátěrové hmoty vyrovnávací nátěrové hmoty podkladové hmoty vrchní krycí nátěry Ruční nanášení šťetcem Tam kde nemůžeme použít výkonnějších způsobů. Malá produktivita Dnes je více rozšířeno natírání válečkem 2x větší výkonnost. 9
1.2.3.6 Máčení do nátěrových hmot Výrobky ponořujeme do nátěrové hmoty. Hospodárný způsob 1) Máčecí vana 2) nátěrová hmot 3) Součásti 4) Dopravník 5) Trolejové vedení 6) Filtr 7) Potrubí 8) Čerpadlo 9) Výměník tepla Schéma nanášení 1.2.3.7 Stříkání nátěrových hmot Nejrozšířenější způsob nanášení Způsoby: ruční a mechanizované Tlakem vzduchu se rozprašuje nátěrová hmota ze stříkací pistole. Využívá se ve stříkacích boxech a kabinách 1.2.3.8 Elektrostatické nanášení nátěrových hmot Princip přitažlivosti dvou rozdílných částiček různého elektrického náboje. V prostoru mezi elektrodami se vytvoří elektrické pole. Rozprášené kapičky hmoty mají záporný náboj a jsou přitahovány ke st stříkanému předmětu s opačnou polaritou. 1.2.4 Povlaky z plastů a pryží Po nanesení nátěrové hmoty na povrch předmětu a po jejho vysušení zůstane na povrchu jen cca 40 % hmoty. Zbytek ( rozpouštědla) uniká z povlaku do okolí. Použitím nanášení práškových filmotvorných látek přímo na povrch, bez potřeby rozpouštědel získáme ekonomičtější metodu. 10
1.2.4.1 Užití: Povlak má vlastnosti podle použitého druhu plastu. Plastové povlaky se osvědčili jako: Jako náhrada za nerezové oceli různých nádob jako ochrana před kyselinami a alkalickými výpary jako izolační povlaky elektrických vodičů jako ochrana karoserií ochrana proti korozi ekonomičtější než nátěry. Používáme : polyvinylchloridy, polyetyleny, polyamidy, akryláty, teflony, celulózy, přírodní i syntetické kaučuky. Povlaky vytváříme: Plátováním, lepením pásů a desek Žárovým stříkáním Dispersním nanášením Máčením Plátování Obložení předmětu deskami nebo foliemi. Desky se šroubují a folie se lepí. Nanesené vrstvy se pohybují kolem 0,1 až 0,3 mm Žárové nanášení plastických hmot Plastické hmoty granulované na prášek( 0,1 až 0,2)mm, jsou nanášeny na předem ohřátý chráněný povrch. Nanášíme: žárovým stříkáním pistolí ( granulová plastická hmota se nataví v trysce stříkací pistole a pak je nanášena na upravený předehřátý povrch předmětu.) Nanášení ve fluidním loži fluidní lože je otevřená nádrž, do které se přivádí porezní deskou umístěnou nade dnem nádrže ventilátorem vzduch. Ten víří částičky plastu umístěné v nádrži.předehřátý předmět se ponoří do této nádrže. Částičky plastu se na ohřátém povrchu předmětu natavují a vytváří povlak. Máčení do plastických hmot Využíváme na velké a těžké kusy.(drátěná pletiva, kryty..) Předměty zavěšené třeba na jeřábu se postříkají lepidlem a následně máčí do pasty z PVC. Po osušení následuje vytvrzení plastické hmoty v peci. 11
2 Pracovní listy - Ochrany proti korozi 2.1.1 Definice koroze Ochrana proti korozi je.. 2.1.2 Účelem ochrany materiálu je? a).. b).... c) 2.1.3 Vypiš způsoby správné ochrany před korozí a) b) c) d) e)........ 2.1.4 Kovové povlaky dělíme podle: a). b). 2.1.5 Dokresli a vysvětli obrázek (galvanického ) pokovování principu 2.1.6 Vysvětli a popiš metalizační pistoli 12345-12.... elektrochemického
2.1.7 Z čeho se skládá nátěrová hmota? a) b) 1). 2). c).. d). 2.1.8 Vyjmenuj 5 vady nátěrových hmot 1) 2) 3) 4) 5)......... 2.1.9 Popiš způsob nanášení nátěrových hmot máčením........ 2.1.10 Čím se od sebe liší povlak z nátěrové hmoty a plastu? 2.1.11 a) b) c) d) Vypiš 5 výhod plastových povlaků........ 2.1.12 Vyjmenuj všechny nástroje stroje a pomůcky které potřebujete pro provádění ochrany nástřikem nátěrové hmoty:...... 13
3 Doporučená literatura a zdroje 1. Tibor Sedlár. KLEMPÍŘSKÉ KONSTRUKCE pro 3. ročník středních odborných učilišť. SNTL, Praha 1984 2. Ing. Král Květoslav,: Klempířská technologie II. Učební text, 2001/2002, SOŠ automobilní a SOU automobilní Ústí nad Orlicí. 3. Stavební a Strojírenské tabulky 4. Ing. Karel Dítě, Základní práce s plechy- příruční učební texty, SNTL, PRAHA 1969 5. http://www.medportal.cz/uvodni-strana - středisko mědi http://www.makita.cz/katalog http://www.protool.cz/products/pages/product-overview.aspx http://www.cominvest.cz/produkty/elektricke-aku-a-vzduchove-naradi/elektrickenaradi/ http://www.narex.cz/web/category_card.aspx?category=6 http://www.bosch-professional.com/cz/cs/ocs/naradi/101271/remeslo-prumysl/ 7. 8) 9) 10) 14
4 Použitá literatura 1) Tibor Sedlár. KLEMPÍŘSKÉ KONSTRUKCE pro 3. ročník středních odborných učilišť. SNTL, Praha 1984 2) Ing. Král Květoslav,: Klempířská technologie II. Učební text, 2001/2002, SOŠ automobilní a SOU automobilní Ústí nad Orlicí. 3) Stavební a Strojírenské tabulky 15