stáhni

povrchová úprava
OHLÉDNUTÍ ZA 15. KONFERENCÍ
ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ 2009
PDF ČASOPIS
ÚVODNÍ
■
ZINKO – HLINÍKOVÉ POVLAKY – STRUKTURA A
VLASTNOSTI
ŽÁROVĚ ZINKOVANÁ
OCELOVÁ VÝZTUŽ DO
BETONU
NOVÉ PŘÍPRAVKY - TECHNOLOGIE - SLUŽBY
■
VLIV TEPLOTY A SLOŽENÍ
VODY NA KOROZI ŽÁROVĚ
ZINKOVANÝCH TRUBEK
ROČNÍK VI.
■
LEDEN 2010
SLOVO
Pro všechny, kteří úspěšně přečkali prasečí chřipku, oslavy nového roku a sněhovou kalamitu jsme připravili nové vydání elektronického časopisu,
které se vrací k úspěšné 15. konferenci ţárového zinkování pořádané 6. - 8. 10. v minulém roce. Můţete se seznámit se zajímavými přednáškami, které
jsme pro Vás vybrali.
Děkujeme pořadatelům za souhlas s uveřejněním přednášek v našem časopisu.
L. Pachta
OHLÉDNUTÍ ZA 15. KONFERENCÍ ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ 2009
ING. PETR STRZYŽ, ŘEDITEL ASOCIACE ČESKÝCH A SLOVENSKÝCH ZINKOVEN [email protected]
Při sledování návštěvnosti a zájmu o většinu veletrhů, výstav a konferencí v ČR, na Slovensku i ve zbytku Evropy, jsme s nejistotou a pokorou
sledovali, kolik účastníků přijede na letošní konferenci ţárového zinkování. Po loňské obzvlášť úspěšné konferenci (114 účastníků, 19 přednesených přednášek), nás v předstihu mile překvapoval obrovský zájem o
prezentaci se přednáškou, a poprvé v historii jsme byli nuceni některé
další zájemce o přednášení odmítnout. Předneseno bylo rekordních 26
přednášek, z toho 11 zahraničních. Z původně přihlášených 114 osob
jich na konferenci dorazilo z 9 zemí EU 104 a celkový počet cizinců byl
25. Jedním z nejdůleţitějších bodů konference byla prezentace vítězného projektu soutěţe o nejvýznamnější stavbu s uţitím ţárově pozinkované oceli - Czech and Slovak Galvanizing Award 2009 a následné slavnostní předávání ceny, které se konalo v úvodu společenského večera.
Úlohy generálního partnera a hostitele exkurze do pozinkovny se zhostila
společnost Wiegel Sereď ţiarové zinkovanie s.r.o.
Domov sociální péče Hagibor byl vybrán nejlepší stavbou s uţitím ţárově pozinkované oceli, která se v ČR a na Slovensku za poslední 3 roky
postavila. Ing. Arch. Jan Línek ve své prezentaci nepředstavil pouze
technické a architektonické vlastnosti stavby, ale také i kulturní a historické, které mají pro ţidovskou komunitu obrovský a nepostradatelný
význam. Také zdůraznil a na dalších stavbách názorně prezentoval, proč
tak rád pouţívá ţárově pozinkovanou ocel, dřevo, sklo a kámen.
I v tomto roce se konference aktivně zúčastnili významní hosté, mezi
kterými nechyběl předseda marketingového výboru EGGA (European
General Galvanizers Association) – Carlos Garcia (Španělsko), předseda
environmentálního výboru EGGA - Alexander Hofmann (Německo),
prezident sdruţení výrobců zinku IZA Europe (International Zinc Association) – Raymond Sempels (Belgie) nebo viceprezident PTC (Polskie
Towarzystwo Cynkownicze) – Jan Ditrich.
Devět firem se na konferenci prezentovalo reklamním stolkem nebo
panelem.
Konference se konala v termínu 6. - 8. 10. 2009 v hotelu Kaskády ve
Sliači (Slovensko). Výběr těch nejzajímavějších přednášek uvádíme níţe
a pokud máte zájem o sborník konference, tak si ho můţete objednat na
adrese [email protected]. Srdečně se těším na setkání s Vámi při příleţitosti
konání 16. konferece ţárového zinkování v roce 2010.
ZPRÁVY
ZINKO – HLINÍKOVÉ POVLAKY – STRUKTURA A VLASTNOSTI
KANIA H., POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH, KATEDRA TECHNOLOGII STOPÓW METALI I KOMPOZYTÓW, UL. KRASIŃSKIEGO 8, 40-019
KATOWICE
ÚVOD
Technologie nanášení ochranných zinkových povlaků ponorem je jedním z nejběţnějších způsobů ochrany povrchu oceli před korozí
v agresivním pracovním prostředí. Proces vytváření krycí vrstvy není
komplikovaný a samé povlaky zaručují účinnou ochranu v různých atmosférických prostředích. Reaktivita zinku v podmínkách působení agresivního korozního prostředí, a také rozpustnost jeho produktů koroze způsobuje, ţe v některých případech, např. v mořském prostředí, odolnost
proti korozi zinkových povlaků je nedostačující. Korozivní úbytek zinkových povlaků je přímo úměrný době jejich ţivotnosti. Prodlouţení ţivotnosti zinkových povlaků v korozním prostředí je moţné díky zvětšení
jejich tloušťky. Nekontrolovaný nárůst tloušťky povlaku se objevuje rovněţ při zinkování oceli s kritickým obsahem křemíku v sandelinové oblasti tak i u oceli s vysokým obsahem křemíku. Zvýšení tloušťky povlaku
způsobuje zvýšenou spotřebu zinku na jednotku vyráběného výrobku.
Problém spotřeby zinku při zinkování ponorem, v tom také jeho spotřeba
na vytváření povlaků se zvětšenou tloušťkou, je v současné době velmi
aktuální, k čemu přispívá i nestabilita ceny zinku. V této situaci se stává
odůvodněné hledání metod omezení jeho spotřeby. Zdá se, ţe jedním
z řešení můţe být zvětšení korozní odolnosti povlaků, coţ umoţní vytváření povlaků s menší tloušťkou.
Jedním ze způsobů zvětšení korozní odolnosti je přidání hliníku do
zinkové lázně.
LEDEN 2010
Zinko - hliníkové povlaky se vytváří v lázni s obsahem 5%Al (Galfan)
na pleších, pásech a drátu pouze kontinuálně.
Zvýšení korozní odolnosti dovoluje zmenšit tloušťku povlaku a charakteristický pro slitiny Zn-Al poměrně velký rozsah vytváření tuhého roztoku
Zn v Al způsobuje, ţe se v struktuře obvykle nevyskytují fáze bohaté na
Zn, ale fáze bohaté na Al. Díky tomu můţeme značně sníţit spotřebu
zinku uţ jen na tvorbu povlaku. Dosavadní vlastní zkušenosti dovolují
také tvrdit, ţe tvorba zinko – hliníkových povlaků značně omezí nebo
přímo vyloučí problém nekontrolované tvorby povlaků s přílišnou tloušťkou na reaktivních ocelích [1].
Výhody, které vykazují zinko – hliníkové povlaky získávané kontinuálně, způsobily v posledních letech intenzivní diskuse a snahu o moţnost
jejich vytváření na konstrukcích, metodou kusového zinkování. Při kontinuálním zinkování příprava povrchu výrobku probíhá v prostředích řízených oxidací a redukcí, následně je výrobek zaváděn v ochranné atmosféře do lázně. Specifika přípravy povrchu kusových výrobků, a především nutnost pouţití tavidel, způsobují, ţe povlaky získané v zinko –
hliníkové lázni tradičním způsobem jsou nesouvislé.
Navíc velké přídavky hliníku do zinku značně zvyšují rozpouštění ţeleza v lázni. Téměř veškeré rozpuštěné ţelezo se podílí na tvorbě precipitační fáze Fe-Al v lázni, coţ vede k ochuzení lázně na hliník. Vznikající
fáze Fe-Al, v tom hlavně FeAl3, se ukládají v horních vrstvách lázně, coţ
znesnadňuje proces metalizace [2]. Vyuţití lázně Zn-5%Al pro pokovení
jednotlivých výrobků vyţaduje zpracování vhodných tavidel. V minulosti
proběhlo několik výzkumů nad výběrem sloţení tavidla [3-6].
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 1
Přes patentování několika chemických sloţení tavidel nenašly průmyslové vyuţití, a některé z nich se ukázaly jako příliš toxické. V posledních
letech byly nabídnuty metody vytváření povlaků Zn-5%Al bez účasti
tradičních metod předúpravy povrchu v tavidle.
Změny stavu povrchu výrobku před zinkováním je dosáhnuto díky vytvoření na povrchu výrobku tenké vrstvy usazované elektrolyticky nebo
bez proudu hlavně Ni, Cu, Sn nebo Ni-P [7-10].
Vlastní zkušenosti dovolují tvrdit, ţe získání souvislých zinko – hliníkových povlaků bez vad na konstrukcích je moţné díky vyuţití metody
dvojího ponoru. Výrobek je nejdříve ponořen do zinkovací lázně na dobu
nezbytnou pro vytvoření tenké, ale souvislé zinkové vrstvy a následně je
ponořen do zinko – hliníkové lázně obsahující cca 5%Al. Pouţití této
metody dovolí zkrácení doby ponoru a sníţení teploty lázně Zn-Al dokonce pod 440oC, coţ značně omezí rozpouštění ţeleza v lázni.
TECHNOLOGICKÁ KONCEPCE METODY DVOJÍHO
PONORU
přechodné vrstvy a vnější vrstvy. Na základě výsledků rentgenové mikroanalýzy bylo určeno chemické sloţení povlaků ZnAl v charakteristických mikrooblastech. Tyto výsledky spolu s výsledky výzkumu rentgenové difrakce dovolily lokalizovat základní strukturní sloţky povlaku.
Obraz povlaku ZnAl s označenými oblastmi analýzy chemického
sloţení je znázorněn na obr.2. Ve struktuře povlaku vrstva nacházející se
nejblíţe povrchu základního materiálu je sestavena z fází soustavy FeAl-Zn. Provedená analýza chemického sloţení v oblasti 1 (obr.2a, tab.1)
dovoluje zjistit, ţe vrstva při podkladu obsahuje 13,89% váh.Al, 9,23%
váh.Fe a 76,9% váh.Zn. Tmavě leptané oblasti 2 obsahují cca 84% váh.
Zn a 6% váh. Fe a 10% váh. Zn (obr.2a, tab.1).
Vnější vrstva povlaku obsahuje oblasti s charakteristickým kulatým
tvarem, v nichţ je určeno sloţení: 0,82% váh.Al 0,73% váh.Fe a 98,45%
váh.Zn (bod analýzy 4, obr.2b, tab.1). Tyto oblasti jsou obklopené
jemnokrystalickou směsí, jejíţ průměrné chemické sloţení činí 4,69%
váh.Al a 94,78% váh.Zn (oblast 3, obr.2b,tab.1).
Technologickým předpokladem metody dvojího ponoru je vytvoření
povlaku Zn-Al na podvrstvě povlaku Zn. Lázeň Zn-Al způsobuje technologické obtíţe při nanášení povlaků metodou kusového zinkování. Hlavní
příčinou nesouvislosti povlaku je nedostatečné zvlhčování ocelového
podkladu lázní Zn-Al. V metodě se zavádí postupné ponořování výrobku
nejdříve v tradiční zinkovací lázni a poté ihned po vyjmutí výrobku z
zinkovací lázně je ponořen do lázně Zn-Al se sloţením blízkým eutektickému. Předpokládá se, ţe v první etapě ponoru v zinkovací lázni se na
povrchu výrobku vytvoří tenká ale zároveň souvislá vrstva sestavena z
fází Fe-Zn a zinku. Ta dovolí lepší zvlhčování tekutou lázní Zn-Al.
Současně úvodní vytvoření zinkového povlaku dovolí ohřev výrobku
na teplotu lázně. Ponoření ohřátého výrobku do lázně Zn-Al usnadní
proces přeměny fází Fe-Zn na fáze Fe-Al v poměrně krátké době ponoru
v lázni Zn-Al. Přeměna fází Fe-Zn na fáze soustavy Fe-Al a Zn-Al dovolí
značně zvýšit odolnost proti korozi.
Předpokládá se také, ţe vyuţití krátkých dob ponoru zároveň v lázni
Zn jak i Zn-Al omezí mnoţství uvolňujícího se do lázně ţeleza. Dodatečně přítomnost počátečně naneseného zinkového povlaku by měla zamezovat rozpouštění ţeleza v lázni Zn-Al, jehoţ přítomnost v této lázni
vede ke strátě její technologických vlastností.
STRUKTURA POVLAKŮ ZN-AL
Mikrostruktura povlaku získaného následkem dvojího ponoru v lázni
Zn a Zn-Al je znázorněna na obr.1. Získané povlaky se skládají z difúzní
Obr. 1.
Mikrostruktura povlaku získaného metodou dvojího ponoru [11].
A)
B)
Obr. 2. Mikrostruktura povlaku získaného metodou dvojího ponoru s vybranými oblastmi analýzy chemického složení;
a) difúzní vrstva, b) vnější vrstva.
TAB. 1. CHEMICKÉ SLOŽENÍ VE VYBRANÝCH MIKROOBLASTECH POVLAKU ZÍSKANÉHO METODOU DVOJÍHO PONORU [11].
Oblast analýzy
1
Prvek
LEDEN 2010
2
3
4
at.%
váh.%
at.%
váh.%
at.%
váh.%
at.%
váh.%
Al
20,64
9,79
34,07
17,95
10,64
4,69
1,96
0,82
Fe
6,02
5,91
11,51
12,55
0,58
0,53
0,85
0,73
Zn
73,34
84,30
54,42
69,50
88,77
94,78
97,20
98,45
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 2
Rentgenová fázová analýza byla vedena na povrchu šikmého výbrusu
povlaku tak, aby bylo moţno získat fázové sloţení na celém řezu povlaku od podloţí aţ k povrchu. Výsledky výzkumu rentgenové difrakce
provedené na šikmém výbrusu povlaku ZnAl jsou znázorněny na obr.3.
Na difraktogramu byl rozpoznán výskyt intermetalické fáze FeAl 3 a prvků,
které jsou součástí sloţení lázně Zn i Al a také Fe, které pochází ze
základního materiálu. Na základě strukturálních výzkumů je moţné konstatovat, ţe povlak ZnAl se skládá z vrstvy difúzní fáze FeAl3 modifikované zinkem a z vnější vrstvy eutektikum Zn-Al, která obsahuje oblasti
tuhého roztoku Al a Fe v Zn.
Obr.3. Difraktogram z povrchu šikmého výbrusu povlaku získaného
metodou dvojího ponoru [11].
a) 0,01Si
b) 0,05Si
VLIV CHEMICKÉHO SLOŽENÍ PODKLADU NA
STAVBU POVLAKŮ
Důleţitým faktorem určujícím průběh reakce mezi ţelezem a zinkem je
chemické sloţení oceli, a zvláště obsah křemíku. Zinkování reaktivních
ocelí s obsahem křemíku ze sandelinové oblasti nebo také oceli
s vysokým obsahem křemíku vede ke tvoření povlaků s nadměrnou,
ekonomicky neodůvodněnou,
tloušťkou. Nárůst povlaku je nekontrolovatelný, coţ vede ke zvýšení
spotřeby zinku.
Pro zobrazení vlivu obsahu Si je znázorněna stavba povlaku získaného na oceli s obsahem křemíku před oblastí Sandelina (obr.4a), ze sandelinové oblasti (obr.4b) a oceli s vysokým obsahem křemíku (obr.4c).
Tyto ocele byly zvoleny tak, aby obsah fosforu nepřesáhl 0,02 %, coţ
umoţňuje minimalizaci vlivu tohoto prvku na tvorbu zinkového povlaku.
Za pravidelnou můţeme uznat strukturu zinkového povlaku získané oceli
před oblastí Sandelina (obr.4a).
Povlak má vrstevnatou stavbu fází a  Difúzní vrstvu pokrývá
vytahována spolu s pozinkovaným výrobkem vnější vrstva roztoku Fe v
Zn - . Chemické sloţení oceli má zvlášť intenzívní vliv na nárůst vrstev
fází 1 a . Mění se jejich struktura a tloušťka, coţ determinuje uţitné
vlastnosti povlaku a současně má vliv na nekontrolovatelné zvýšení
spotřeby zinku. Základní materiál oceli ze sandelinové oblasti (obr.4b)
má povlak značně rozšířenou difúzní vrstvu. V struktuře si lze všimnout
rozšířené vrstvy fáze  se stálou stavbou a rovnoměrnou tloušťkou. V
povlaku si lze všimnout značného zmenšení se tloušťky fáze 1. Difúzní
vrstva povlaku dosahuje téměř aţ do povrchu povlaku a vnější vrstva je
velmi tenká.
Při vyšším obsahu křemíku (obr.4c) povlak má vícefázovou stavbu vytvořenou intermetalickými sloučeninami Fe-Zn, ale nemá zřetelnou vrstevnatou stavbu. Působení Si v podkladu způsobuje, ţe se v povlaku
tvoří shluky dobře zformovaných krystalů fáze . Fáze  je pokryta tenkou vnější vrstvou . Na oceli s vysokým obsahem křemíku můţeme
zpozorovat mezi vrstvou fáze 1 a výskyt dvoufázové směsi fází 1+
FeSi.
c) 0,32Si
Obr.4. Struktura povlaků získaných v teplotě 450oC na uhlíkové oceli s rozdílným obsahem křemíku, doba ponoru 3 min.
Vyuţití metody dvojího ponoru stabilizuje strukturu povlaku. Bez ohledu na obsah křemíku v oceli povlak má podobnou stavbu. Skládá se z jiţ dříve
popisované difúzní vrstvy fází Fe-Al a vnější eutektické vrstvy Zn-Al. Povlaky získané na oceli s rozdílným obsahem Si mají také podobnou tloušťku
(obr.5.)
Obr.5. Struktura povlaků získaných na uhlíkové oceli s rozdílným obsahem křemíku metodou dvojího ponoru.
a)
LEDEN 2010
0,01Si
b) 0,05Si
c) 0,32Si
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 3
Rozšiřující sortiment výrobků předurčených k zinkování vytváří nutnost zinkování oceli se stále víc sloţitým chemickým sloţením. V těchto podmínkách proces vytváření povlaku se stává obtíţnější na kontrolu. Vznikají povlaky s rozdílnou stavbou a kinetikou růstu. Charakteristické struktury povlaků
získaných v procesu tradičního zinkování na různých druzích legované oceli jsou znázorněny na obr.6a. Struktura povlaku na všech znázorněných
ocelích se liší od typické stavby povlaku na nízkouhlíkové oceli skládající se z vrstev fáze  a vnější vrstvy 
V získaných povlacích můţeme zpozorovat značný růst difúzní vrstvy způsobený přítomností legovacích přísad v zinkované oceli. V případě vyuţití
metody dvojího ponoru povlaky získané na zkoumaných druzích oceli mají podobnou stavbu obr. 6b. Povlak se skládá z difúzní vrstvy a vnější vrstvy.
Při analýze znázorněné obrazy struktury povlaků, lze zpozorovat, ţe bez ohledu na druh zinkované oceli byly získány povlaky s podobnou tloušťkou.
St44-2
23MnNiCrMo52
27MnSi5
18G2AA
a) zinkování, doba ponoru 3min.
a) metoda dvojího ponoru, doba ponoru 15/30s.
Obr.6. Struktura povlaků získaných na legované oceli v procesu tradičního zinkování (a) a metodou dvojího ponoru
(b) [1].
ODOLNOST PROTI KOROZI POVLAKŮ ZN-AL
Odolnost proti korozi povlaků ZnAl byla stanovena srovnávacím způsobem s odolností proti korozi zinkových povlaků. Zkoušky odolnosti na působení
neutrální solné mlhy byly prováděny v souladu s normou PN-76/H-04603 v solné komoře typu CORROTHERM Model 610, firmy Erichsen, s objemem
400dm3 v mlze 5% vodního roztoku NaCl při předpokládané teplotě výzkumu činící 35±2oC. Povlaky ze zkoušek byly vytvořeny na oceli S235JRG2 s
obsahem 0,01%Si. Struktura a střední tloušťka povlaků podrobených korozním zkouškám jsou znázorněny na ob.7a. Zinkové povlaky mají regulérní
vrstevnatou stavbu fází , 1 a  a vnější vrstvu tuhého roztoku ţeleza v zinku - . Střední tloušťka těchto povlaků po době ponoru 3min. činila 110,7
ovlaky získané metodou dvojího ponoru při době ponoru 30s v zinku a 30s v lázni Zn-5%Al jsou sestaveny z difúzní přechodné vrstvy a vnější
vrstvy. Střední tloušťka povlaků ZnAl je více neţ dvojnásobně menší
(obr.7b) můţeme konstatovat, ţe tyto nemají necelistvosti a jsou jasné a lesklé.
a)
b)
Zn
Zn-Al
Obr.7. Struktura a střední tloušťka (a) a vzhled povlaků (b) před korozními zkouškami.
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 4
Závislost jednotkových změn hmotnosti vzorků se zkoušenými povlaky
ZnAl a Zn v průběhu doby trvání zrychlených korozních zkoušek v neutrální solné mlze na době testu je znázorněna na obr.8a. Po první době
zkoušek byl zjištěn nepatrný úbytek hmotnosti povlaků ZnAl. Po tomto
období následoval přírůstek hmotnosti, coţ je způsobené hromaděním
se kompaktních výrobků bílé koroze na povrchu vzorků, přispívajících ke
zvýšení odolnosti proti korozi těchto povlaků. V průběhu zkoušek mezi
480-720 hodinou testu nebyly zjištěny větší změny hmotnosti vzorků
s povlaky ZnAl. Naproti tomu zinkový povlak se charakterizoval stálým
úbytkem hmotnosti, která po skončení testu činila kolem 80g/m 2.
a)
V době zkoušek bylo také vedeno vizuální pozorování korozních změn
povrchu vzorků a také změn na příčném řezu povlaku. Vzhled povrchu
vzorků po ukončení korozních zkoušek je znázorněn na obr.8b. Makroskopická pozorování dovolují zjistit, ţe na povrchu vzorku s povlakem Zn
se vyskytují zřetelné produkty červené koroze. To svědčí o lokálním
prokorodování povlaku na mnoha místech aţ na základní materiál. Povlaky ZnAl podlehly jedině bílé korozi nezpůsobujíc ztrátu spojitosti povlaku přesto, ţe jejich tloušťka je víc neţ dvojnásobně menší neţ zinkových povlaků.
b)
ZnAl
20
weight unit change [g/m2]
jednostkowe zmeny hmotnosti [g/m2]
40
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-20
-40
-60
Zn
-80
-100
cas/time [h]
Zn
Zn-Al
Obr.8. Závislost jednotkových změn hmotnosti vzorků na době trvání testu v neutrální solné mlze (a) a vzhled vzorků po skočení korozního testu (b)
SHRNUTÍ
LITERATURA
Tvoření povlaků ZnAl s přísadou 5%Al v lázni je povaţováno za technologicky obtíţné. Tvoření těchto povlaků dosud nebylo zavedeno
v průmyslovém měřítku pro pokovování výrobků kusového zinkování.
Navrhnutá metoda dvojího ponoru v lázni Zn a následovně ZnAl zaručuje získání souvislého povlaku bez vad s moţnosti opakování.
Takto získaný povlak má pravidelnou stavbu. V blízkosti podkladu
vzniká difúzní vrstva fáze Fe3Al modifikované Zn, která je pokrývána
vnější vrstvou eutektikum Zn-Al. Ve vnější vrstvě si lze všimnout oblasti
tuhého roztoku Al v Zn, coţ je charakteristické pro tento druh povlaků.
Strukturální zkoušky neprokázaly přítomnost fází soustavy Fe-Zn
v povlaku. To svědčí o úplné přestavbě v lázni ZnAl předem získaného
zinkového povlaku. Vyuţití krátkých dob ponoru dovoluje omezit vliv
křemíku v oceli na tloušťku povlaku a současně je zajištěna dobrá odolnost povlaků proti korozi.
Provedené srovnávací korozní zkoušky vykázaly lepší odolnost proti
korozi povlaků ZnAl od tradičních povlaků Zn. Zde je třeba zdůraznit, ţe
zkoušené povlaky ZnAl měly víc neţ dvojnásobně menší tloušťku neţ
povlaky Zn. Vyuţití metody dvojího ponoru vyţaduje vyuţití dvou lázni,
coţ bezesporu zvyšuje náklady vytvoření povlaku. Avšak s ohledem na
vyšší trvanlivost povlaků ZnAl a sníţení spotřeby zinku na vytvoření
povlaku vyuţití metody dvojího ponoru se zdá být ekonomicky zdůvodněné.
Liberski P., Podolski P., Kania H. J., Gierek A., Fiałek M., Hanuszkiewicz
K. , Pawlukiewicz B., Inżynieria Materiałowa Nr 3(151), 2006, s. 478-481.
Liberski P., i in.: Określenie ilości i składu faz międzymetalicznych powstających podczas procesu aluminiowania stopów żelaza w kąpielach z
dodatkiem cynku oraz opracowanie wytycznych ich utylizacji. Instytut
Inżynierii Materiałowej Politechniki Śląskiej, Katowice 1987r, nie publikowana.
Lin K.L.,Ho J.K., Jong C.S., Lee J.T., Corrosion 49, 9, 1993, p. 759.
Proskurkin E.V., Tkach V.I., Khaustof C.I. Pinchuk V.M., Intergalva 94
paper GC6/1, 1994.
Sugimoto S., Tanaka A., Gotoh H.; Supergalva, Proceedings of the 15 th
International Galvanizing Conference, 1988.
Kubota H., et.al., Proceedings of the 1st Asian-Pacific General Galvanizing Conference, p.149-157, 1992.
Astorre A. et.al.: La Metallurgica Italiana (10)43, 2000.
Niederstein K., Oner M.G.: Galvanizing Automotive Underbody Parts.
Proceedings 19th International Galvanizing Conference, 2000
Vijayan P., van Ooij W.J., van Susteren J., Verstappen H.G.J.M.: Novel
Flux System for Batch Galvanizing Processing. Proceedings 19th International Galvanizing Conference, 2000
Astorre A., Memmi M., Cecchini M.: New batch Zn-5%Al Hot Dip Coating
process for fabricated Steel Parts. Proceedings 20th International Galvanizing Conference, 2003.
Liberski P., Kania H., Podolski P., Pysico-Chemical Mechanics of Materials. No 5, 2006, p.673-679.
ŽÁROVĚ ZINKOVANÁ OCELOVÁ VÝZTUŽ DO BETONU
ING. VLADISLAVA OSTRÁ
ÚVOD
Ocelová výztuţ do betonu je velmi jednoduchým způsobem kompenzace malé pevnosti betonu v tahu. Kladeny jsou na ní nemalé poţadavky: dobrá soudrţnost s betonem, dostatečná pevnost v tahu a
v neposlední řadě minimální korozní reaktivita.
A právě koroze ocelové výztuţe je jeden z hlavních důvodů poškození
betonových konstrukcí. V České republice se vynaloţí přibliţně
2 miliardy ročně na následné sanace ţelezobetonových staveb [7].
OCELOVÁ VÝZTUŽ V BETONU
MATERIÁL VÝZTUŽE
LEDEN 2010
Materiálem ocelové výztuţe je nejčastěji uhlíková ocel s pevností 200
– 500 MPa. Draţší variantou, ale odolnější jsou korozivzdorné oceli
(chromniklové austenitické, chromniklové austenitické s obsahem molybdenu, dvoufázové). Moderní výzkumy se zabývají vývojem kompozitních výztuţí se skleněnými nebo uhlíkovými vlákny.
KOROZE VÝZTUŽE
Čistá ocelová výztuţ je v novém betonu v pasivním stavu, ve kterém je
korozní rychlost méně jak 0,1 µm/rok a koroze je rovnoměrná. Pasivita
je umoţněna silně alkalickým prostředím (pH 12 – 14) v betonu, které je
tvořeno reakcí volného hydroxidu vápenatého s vodou [7].
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 5
Póry betonu mohou procházet, kromě vody, kyslík, oxid uhličitý a chloridy. Reakcí oxidu uhličitého s hydroxidem vápenatým vzniká uhličitan
vápenatý a dochází k poklesu hodnoty pH pod 10. Tento děj se označuje
jako karbonatace betonu a vede k porušení pasivního stavu ocelové
Obr. 1 Prostup hlavních sloţek prostředí krycí vrstvou betonu k ocelové
výztuţi [7].
výztuţe. Rychlost prostupu karbonatační fronty od povrchu betonu do
hloubky je řádově v desetinách mm/rok a je závislá na kvalitě cementu i
betonu, vlhkosti betonu, přítomností kyselin a chloridů.
Obr. 2 Korozní spadení výztuţe a strukturní změny betonu [8].
PROTIKOROZNÍ OCHRANA VÝZTUŽE
V důsledku koroze výztuţe vznikají korozní produkty, jejichţ objem je
2 – 3 krát větší neţ objem původního materiálu. Rozpínáním korozních
produktů dochází ke strukturním změnám v betonu a vznikají trhliny,
které dále urychlují korozi ţeleza [1]. Současně se zmenšuje průřez
výztuţe a její pevnost. Korozní rychlost oceli v aktivním stavu je i více
neţ 10 µm/rok, přičemţ přijatelné průměrné hodnoty při poţadavku na
ţivotnost 80 – 100 let jsou 1 – 2 µm/rok [3].
sníţení vlivu vlhkosti, kyslíku a chloridů (izolace, nátěry)
povrchové úpravy výztuţe (organické – epoxidy, anorganické – zinkový
povlak)
pouţití korozivzdorných materiálů (korozivzdorná ocel)
inhibitory koroze (organické, anorganické)
katodická ochrana
extrakce chloridů, realkalizace
POVRCHOVÁ ÚPRAVA VÝZTUŽE
ZINEK PLNÍ DVĚ (NOTORICKY) ZNÁMÉ FUNKCE:
Ţárové zinkování je nejčastějších způsobů k prodlouţení ţivotnosti
ocelové výztuţe. Technologie je velmi jednoduchá a je moţné pouţít
různé druhy lázní ţárového zinkování i následných dokončovacích úprav.
Na rozdíl od epoxidových povlaků není ţárovým zinkováním negativně
ovlivněna svařitelnost a pevnostní charakteristika výztuţe [4].
-
působí jako bariérová ochrana základního materiálu (díky pasivaci)
slouţí jako obětovaná anoda a zajišťuje tak katodickou ochranu základního materiálu
REAKCE ZINKU A BETONU
Zinek, resp. zinkový povlak, koroduje v čerstvém betonu (vlhké a vysoce alkalické prostředí) velmi rychle. Postatou koroze je reakce zinku
s hydroxylovými anionty za vzniku hydroxidu zinečnato-vápenatého
Ca[Zn(OH)3]2. Při hodnotách pH ≥ 13,3 ± 0,1 vzniká hrubá nekompaktní
vrstva korozních produktů a nedochází tak k zapasivování povrchu [1, 6].
NÁSLEDKEM TÉTO KOROZE DOCHÁZÍ:
-
k porušení a rozkladu Zn-vrstvy a porušení katodické ochrany
základního materiálu.
reakci zinku s hydroxylovými ionty a unikání bublinek vodíku
do okolí – dochází ke zvětšení pórů v okolí výztuţe a ke zhoršení adheze mezi výztuţí a betonem.
Koroze probíhá v prvních 5 – 9 dnech po odlití a ustává postupným
vytvrzováním betonu, poklesem pH a vznikem pasivační vrstvy zinku [1,
6]. Iniciální korozi a vývinu vodíku lze zabránit vhodnou pasivací zinku,
např. chromátováním nebo vrstvou ceru [1, 6].
Při hodnotách pH mezi 12,5 ± 0,1 a 13,3 ± 0,1 uţ můţe docházet
k pasivaci zinku, protoţe vzniklá vrstva korozních produktů Ca[Zn(OH)3]2
je jemnozrnná a kompaktní.
LÁZNĚ ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ
Ţárové zinkování výztuţe probíhá při teplotách 445 – 450 °C po dobu
1 – 6 minut [1, 2]. Za účelem zlepšení tekutosti lázně a ovlivnění reaktivity mezi zinkem a ţelezem se do čisté taveniny zinku přidávají v malém
mnoţství (řádově setiny aţ desetiny procenta) různé prvky – legury.
NAPŘÍKLAD:
OLOVO – je běţnou součástí zinkovacích lázní, přidává se v mnoţství
kolem 1 %, zlepšuje tekutost lázně, jeho nevýhodou je nebezpečnost pro
ţivotní prostředí a proto je nahrazován jinými prvky.
NIKL – sniţuje reaktivitu zinku se ţelezem a udrţuje niţší tloušťky zinkového povlaku.
CÍN – má podobný účinek jako nikl, pouţívá se v kombinaci s niklem.
Získané zinkové povlaky pak obsahují různé procento těchto legur.
LEDEN 2010
Obr. 3 Velikost krystalů Ca[Zn(OH)3]2 na povrchu zinkového povlaku se
zvyšující se hodnotou pH [6].
POVLAKY ZN – NI – SN – BI mají velmi dobrou korozí odolnost při
vysokém obsahu chloridů v betonu (iniciální obsah Cl– aţ 4,02 %), naopak nejsou vhodné pro prostředí s vysokým pH.
POVLAKY ZN – NI – BI
A ZN – PB mají lepší korozní odolnost
v alkalickém prostředí, ale niţší v prostředí s obsahem chloridů (iniciální
obsah Cl– 1,36 – 1,73 %).
Nejlepší korozní odolnosti jak v alkalickém prostředí, tak v prostředí s
vysokým obsahem chloridů přesto dosahuje povlak čistého zinku (na
povrchu pouze η – fáze). [2]
NÁSLEDNÉ ÚPRAVY
Následné úpravy (povrchové, tepelné) zlepšují korozní odolnost zinkového povlaku v silně alkalickém prostředí čerstvého betonu (hodnota pH
> 13,3). Tepelným zpracováním lze dosáhnout zinkového povlaku
s obsahem pouze Fe – Zn fází. Před vlastním ochlazením zinkového
povlaku se pomocí centrifugy odstraní přebytečná tavenina. To umoţní
prodlouţení intermetalické difúze a vytvoření Fe – Zn fází v celém průřezu zinkové vrstvy. Takto vytvořený povlak má lepší korozní odolnost
zejména v prvních hodinách (max. 6 hod) po zalití do betonu (v porovnání se zinkovým povlakem a chromátovaným povlakem), potom jeho
odolnost klesá pod úroveň chromátového povlaku [6].
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 6
PASIVAČNÍ VRSTVY ZVYŠUJÍ KOROZNÍ ODOLNOST A ZABRAŇUJÍ REAKCI ZINKU S
MOHOU BÝT NÁSLEDUJÍCÍHO CHARAKTERU:
HYDROXYLOVÝMI IONTY.
CHROMÁT – povlak se vytváří chemicky – ponorem do roztoku kyseliny chromové (1,2 %). Dosahuje lepší korozní odolnosti v porovnání k čistému
zinkovému povlaku a tepelně zpracovanému zinkovému povlaku [6]. Jedná se o povlak šestimocného chromu, který představuje vysoké nebezpečí pro
člověka a ţivotní prostředí a proto je tato technologie postupně opouštěna.
Obr. 4 Porovnání vzhledu povrchu při hodnotách pH 13,7 ± 0,1: zinkovaný, zinkovaný + tepelně zpracovaný, zinkovaný + chromátovaný (zleva) [6].
CER – povlak ceru dosahuje tloušťky 5 – 10 µm, vytváří se v roztoku chloridu ceritého při teplotách kolem 40 °C a hodnotách pH 1,3. Barva povrchu
výztuţe se změní na oranţovo-ţlutou. Povlak ceru má vyšší korozní odolnost a chrání zinkový povlak zejména v prvních dnech, kdy je vysoké riziko
vzniku koroze zinku. Po 5 – 9 dnech je korozní odolnost povlaku ceru stejná jako zinkového povlaku. [1]
Obr. 5 Vzhled povrchu ţárově zinkované výztuţe (vlevo) a ţárově zinkované výztuţe s následnou pasivací cerem (vpravo) [1].
SROVNÁNÍ MATERIÁLŮ OCELOVÉ VÝZTUŽE
Podstatný faktor pro volbu ocelové výztuţe, resp. její povrchové úpravy je její korozní odolnost. Tabulka 1 shrnuje korozní napadení různých
typů ocelové výztuţe. Jako prostředí byla volena:
Orientační srovnání zobrazuje tabulka 2:
Typ ocelové výztuţe
VODA – běţná voda z vodovodu s hodnotou pH 6,9 – 7,2
ROZTOK
Uhlíková ocel bez povlaku
NACL – 10 % roztok s hodnotou pH 7,4 – 7,7
Typ výztuţe
Zkorodovaná plocha
po expozici [%]
voda
roztok NaCl
Průměrný korozní
úbytek [µm/rok]
roztok
voda
NaCl
C – ocel
25
40
<5
50 – 120
Ţárově zinkovaná
13
10
<5
30 – 40
Austenitická ocel
0
0
<5
<5
Patinující ocel
42
32
<5
50 – 100
Tab. 1 Srovnání korozního úbytku různých materiálů ocel. výztuţí [5].
Kromě korozní odolnosti jsou rozhodující náklady na daný typ ocelové
výztuţe.
Relativní
cena
1
Uhlíková ocel s organickým povlakem
1,5 – 2
Uhlíková ocel se zinkovým povlakem
2
Patinující ocel
2
Austenitická ocel
10
ZÁVĚR
Pro volbu výztuţe do betonu z pohledu koroze je rozhodující poţadavek na ţivotnost ţelezobetonové konstrukce. Ţárově zinkovaný povrch
zvyšuje, v porovnání s uhlíkovou ocelí, ţivotnost výztuţe. Náklady na
ţárově zinkovanou výztuţ jsou přibliţně dvojnásobné ve srovnání
s uhlíkovou ocelí. Celkový nárůst nákladů na celou stavbu ţelezobetonové konstrukce je cca 1 %.
Obr. 6 Ukázka legendárních ţelezobetonových staveb – Metropolitní katedrála (vlevo), Museum současného umění (vpravo), O. Niemeyer [9].
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 7
POUŽITÉ ZDROJE
Arenas, M.A. et al. Influence of the conversion coating on the corrosion of galvanized reinforcing steel. Cement and Concrete composites. 2006, roč. 28,
s. 267 – 275.
Bellezze, T. et al. Corrosion behaviour in concrete of three differently galvanized steel bars. Cement and Concrete composites. 2006, roč. 28, s. 246 –
255.
Doubková, A.; Malá, R. Koroze ocelové výztuţe v betonu při expozici ve vlhké atmosféře. Ústav kovových materiálů a korozního inţenýrství, VŠCHT
v Praze
Kayali, O.; Yeomans, S.R. Bond of ribbed galvanized reinforcing steel in concrete. Cement and Concrete composites. 2000, roč. 22, s. 459 – 467.
Sistonen, E.; Cwirzen, A.; Puttonen, J. Corrosion mechanism of hot-dip galvanised reinforcement bar in cracked concrete. Corosion science. 2008, roč.
50, s. 3416 – 3428.
Tan, Z.Q.; Hansson, C.M. Effect of surface condition on the initial corrosion of galvanized reinforcing steel embedded in concrete. Corrosion Science.
2008, roč. 50, s. 2512 – 2522.
Koroze v betonu. Dostupné z: http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/labcv/korozni_inzenyrstvi_se/koroze/.
Prezentace firmy IDR Amber. Dostupná z: http://www.idr-amberg.de/DieFirma/Brueckensanierungen/Brueckenpruefung.htm.
Ukázka významných staveb. Dostupná z: http://www.saborizante.com/2008/06/20/importante-muestra-de-oscar-niemeyer-en-chile/
VLIV TEPLOTY A SLOŽENÍ VODY NA KOROZI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH TRUBEK
ALENA KOUKALOVÁ, KATEŘINA KREISLOVÁ SVÚOM S.R.O.
ÚVOD
Ţárově zinkované trubky jsou nejpouţívanějším materiálem pro vnitřní rozvody pitné i teplé vody. V letech 2007 - 2008 hodnotil SVÚOM celou řadu
případů vzniku poškození pozinkovaných potrubí na rozvodech TUV. Problém je, ţe uţivatelé, správci objektů zjistí vznik koroze aţ v době, kdy dojde
k selhání rozvodu, tj. prokorodování i ocelového podkladu – cca 2,5 – 3 roky provozu, a stav vnitřního povrchu trubek je jiţ katastrofický (Obrázek 1).
Obrázek 1 – Příklady korozního poškození rozvodu TUV
Škody na majetku způsobené haváriemi potrubních rozvodů jsou z hlediska pojišťoven závaţné a pro potrubní rozvody z kovových materiálů se uvádí, ţe příčinou havárií mohou být nedostatky projektu, montáţe nebo provozu zařízení [1].
1 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ KOROZI ZINKU VE VODĚ
Koroze povrchů materiálů, které jsou ve styku s vodou, vede k narůstání
povrchových vrstev korozních produktů, které v závislosti na podmínkách, mohou nebo nemusí mít ochranné vlastnosti. Soustavy teplé sanitární (uţitkové) vody s recirkulační smyčkou nejsou uzavřené soustavy,
ale voda se v nich pravidelně vyměňuje.
KOROZNÍ POŠKOZENÍ SE MŮŽE PROJEVOVAT:
-
perforací (prosakováním);
ucpáním součástí soustavy;
neţádoucími změnami ve sloţení vody.
DRUH A RYCHLOST KOROZE KOVOVÉHO MATERIÁLU V DANÉM
SYSTÉMU ZÁVISÍ NA:
-
-
vlastnostech kovového materiálu;
vlastnostech vody - význam pro korozní agresivitu vody má
koncentrace různých aniontů ve vodě, ale významnější je poměr jejich koncentrací;
způsobu konstrukčního řešení a jeho provedení;
tlakové zkoušce a počátečních podmínkách při uvedení do
provozu;
Potenciál zinku se stává katodickým pro ocelový podklad ve vodách,
které mají vysoký poměr uhličitanů a chloridů a koncentraci chloridů 10
ppm nebo niţší, a dochází k urychlené korozi oceli.
VLIVEM MECHANICKÉHO PŮSOBENÍ PROUDÍCÍ KAPALINY SE NA
VLASTNÍM KOROZNÍM PROCESU PODÍLÍ I DALŠÍ MECHANISMY
KOROZE, NAPŘ.:
- erozní koroze - v rychle proudícím prostředí,
- rázové napadení – nevhodné podmínky proudění, vznik rázů v toku.
Korozní rychlost zinku v destilované vodě se pohybuje od 15 do 150
µm.r-1 v závislosti na teplotě, stupni provzdušnění a dalších faktorech [2 4]. V provzdušněných vodách vznikají objemné vrstvy oxidů a hydroxidů
zinku.
Obrázek 2 – Vliv teploty vody na
rychlost koroze zinkového povlaku na oceli
Korozní rychlost zinkového povlaku na oceli je závislá i na teplotě a do
teploty 50oC se zvyšuje jen pomalu, poté se zvyšuje rychle a dosahuje
maxima při teplotě 65oC (Obrázek 2) [5]. Zvýšení korozní rychlosti
v intervalu 50 - 60 oC je způsobeno změnou charakteru korozních produktů z částečně ochranných na neochranné.
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 8
Charakter a koncentrace aniontů solí rozpuštěných ve vodě (chloridy,
dusičnany, sírany a hydrogenuhličitany) mají důleţitý vliv na korozní
anodickou reakci. Vliv aniontů je spíše určen poměrem koncentrací S 1,
neţ celkovou koncentrací jednotlivého anionu. Faktor S1 se dle ČSN EN
12502-3 Ochrana kovových materiálů proti korozi - Návod na stanovení
pravděpodobnosti koroze v soustavách pro distribuci a skladování vody Část 3: Faktory ovlivňující žárově zinkované železné materiály vypočte
z následující rovnice:

S1 
2
c(Cl  )  c( NO3 )  2c( SO4 )

Pravděpodobnost důlkové koroze stoupá se stoupající hodnotou S1.
Vznik důlkové koroze je velmi nepravděpodobný při hodnotách S1 pod
0,5 a je velice pravděpodobný při hodnotách S1 nad 3. Bodová koroze
v teplé vodě (>35ºC) je charakterizována vůči nezkorodované ploše ostře
ohraničenými důlky. Vyvine se ze stávajících nebo korozí vzniklých defektů v kovovém povlaku, pod úsadami nebo ve štěrbinách vlivem oxidu
zinku, který snadno vzniká v teplé vodě. Bodová koroze v ohřívaných
vodách je často iniciována puchýřováním.
Další vliv na rychlost koroze zinku v rozvodech vody můţe mít kontakt
s jinými kovy, které se mohou do vody vyluhovat v jiných částech systému rozvodu (výměníky tepla, fitinky, apod.).
c( HCO3 )
2 PŘÍKLADY SELHÁNÍ ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH ROZVODŮ TUV
SVÚOM hodnotil korozní poškození na několika ţárově zinkovaných
trubkách po 2 – 3 letech provozu. Po této době došlo k prokorodování
trubek a havárii rozvodu. Korozní napadení trubek se převáţně vyskytovalo na vodorovně uloţených trubkách a bylo intenzivnější na spodní
části trubek (Obrázek 3). Korozní napadení mělo charakter postupně se
rozšiřujících důlků, které v řadě případů vedly aţ k prokorodování stěny
trubky. Vnitřní povrch trubek byl pokryt objemnými vrstvami úsad a korozních produktů oceli.
Obrázek 3 Příklad korozního poškození trubky po 3 letech provozu
V místech bez zvýšeného korozního působení prostředí byl korozní
úbytek zinkového povlaku v trubkách 6 aţ 12 µm/r, coţ odpovídá korozní
rychlosti zinku v běţných vodovodních vodách. Ve všech případech byla
provedena analýzy vody – hodnota faktoru S1 se pohyboval od 2 do 3.
SVÚOM získal i vzorky trubek z objektů, které ještě nevykazovaly prokorodování a byly v provozu 0,75 a 1,5 roku (Obrázek 4) – jedná se o
různé etapy výstavby komplexu bytových domů, které jsou stejně veliké
a napojené a jednu vnější přípojku rozvodu pitné vody.
Z Obrázku 4 je patrné, ţe korozní napadení vzniká jiţ po velmi krátké
době provozu rozvodu TUV a s dobou provozu se rozvíjí. Po 0,75 roku
se jiţ objevily první puchýře v povlaku zinku, ve kterých došlo ke koroznímu napadení podkladové oceli. Vnitřní povrch trubek byl pokryt relativně objemnou rovnoměrnou vrstvou bílých korozních produktů zinku. Po
1,5 roku expozice je jiţ korozní napadení podkladové oceli intenzivnější
a lokálně vznikly objemné vrstvy korozních produktů oceli nad zinkovým
povlakem. Po 2,5 roce jiţ došlo k prokorodování trubky – je patrné, ţe
defekt má lokální charakter, na části povrchu trubky je zbytkový povlak
zinku s korozními produkty zinku.
Z povrchu vnitřních stěn byly odebrány vzorky korozních produktů dominuje hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2.(H2O), silný zincit ZnO, moţné stopy
simonkolleitu Zn5(OH)8Cl2H2O a fáze 6Zn(OH)2·ZnSO4·4H2O. Ani po 0,75
roku provozu nebyla zjištěna přítomnost ochranných korozních produktů
zinku Zn5(CO3)2(OH)6 [6].
3 URYCHLENÉ LABORATORNÍ ZKOUŠKY
Orientačně byla měřena tloušťka zinkového povlaku na části trubky na
plochách s nejniţším korozním napadením. Z těchto orientačních měření
lze usuzovat, ţe původní tloušťka zinkového povlaku odpovídala poţadavkům normy ČSN EN 10240 Vnitřní a/nebo vnější ochranné povlaky
na ocelových trubkách – Požadavky na povlaky nanášené žárovým
zinkováním ponorem v automatizovaných provozech, tj. minimálně 45
µm.
Urychlená korozní zkouška byla provedena jako statická – bez proudění vody. Zkušebním prostředím byla voda o dvou různých sloţeních
(Tabulka 1) a dva typy materiálů – konstrukční ocel s povlakem ţárového
zinku (průměrná tloušťka zinkového povlaku byla 24,3 µm) a zinek. Plocha vzorku vystavená působení korozního prostředí byla cca 0,003 m2.
Expozice byla provedena za laboratorní teploty a při zvýšené teplotě
50, 55, 60 a 70°C. Celková doba expozice byla 504 h s průběţnými
odběry po 168 a 336 h. Po kaţdém odběru byl stav vzorků zdokumentován (Obrázek 5) a byl stanoven průměrný korozní úbytek zinku i zinkového povlaku (Tabulka 2). Po 504 h expozice při teplotách 50 a 55ºC
došlo k prokorodování zinkového povlaku na podkladovou ocel a vzniku
četných drobných důlků (Obrázek 6). Korozní rychlost se v průběhu
zkoušky zvyšovala (Obrázek 7).
Tabulka 1 – Sloţení dvou typů prostředí korozní zkoušky
-
-
2-
2+
-
prostředí
pH
vodivost
-1
(μScm )
NO3
(mg/l)
Cl
(mg/l)
SO4
(mg/l)
Ca
(mg/l)
HCO3
(mg/l)
S1
voda 1
7,1
515
22,1
25,8
49,7
81,7
201,2
0,7
voda 2
6,5
304
31,5
19,7
44,0
29,8
64,1
2,2
Z grafu na Obrázku 8 je zřejmé, ţe korozní rychlost ţárového zinkového povlaku ve vodním prostředí je niţší neţ hutního zinku (vliv slitinových vrstev
povlaku). Korozní rychlost obou materiálů závisí na teplotě i sloţení vody. Ve srovnání s hutním zinkem se korozní rychlost zinkového povlaku ve vodě
s vyšším faktorem S1 = 2,2 výrazněji zvýšila oproti tomuto porovnání ve vodě s faktorem S1 = 0,7.
Obrázek 4 – Postupný rozvoj korozního napadení po 0,75; 1,5 a 2,5 letech provozu
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 9
Obrázek 5 – Korozní napadení zinkového povlaku ve zkoušce (doba expozice 504 h)
20ºC
50ºC
teplota vody
55ºC
60ºC
70ºC
voda 1 (S1 = 0,7)
voda 2 (S1 = 2,2)
Tabulka 2 – Korozní úbytky zinku a zinkového povlaku v závislosti na teplotě a sloţení vody
sloţení vody
teplota expozice
(°C)
20
50
55
60
70
1
doba expozice
(h)
168
336
504
168
336
504
168
336
504
168
336
504
168
336
504
zinek
0,13
0,11
0,16
0,80
0,85
1,05
0,71
1,07
1,20
1,11
1,34
1,71
1,30
2,40
4,50
2
průměrný korozní úbytek (µm)
zinkový povlak
zinek
0,03
1,06
0,05
1,40
0,03
1,61
0,10
1,04
0,22
1,44
0,29
1,61
0,02
0,96
0,10
1,11
0,15
1,27
0,59
1,34
0,62
1,48
0,99
2,46
0,97
1,50
1,89
3,25
3,17
4,67
zinkový povlak
0,11
0,24
0,67
0,45
0,72
1,27
0,24
0,34
0,66
1,00
1,70
2,57
0,84
1,71
2,67
Obrázek 6 – Korozní důlky vzniklé v zinkovém povlaku při expozici při teplotě 55ºC
Voda1
LEDEN 2010
Voda2
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 10
Obrázek 7 – Korozní úbytky zinkového povlaku
ZÁVĚR
Většina odborníků, kteří se vyjadřují k příčinám vzniku těchto poruch,
uvádí jako hlavní důvod vzniku koroze překročení teploty vody nad
60oC a změnu korozního chování zinkového povlaku vůči podkladové
oceli v těchto podmínkách (Obrázek 2). Nové rozvody jsou ale obvykle
vybaveny automatickými výměníky tepla a teplota vody je poměrně
přesně kontrolována i z důvodu sníţení nákladů na energie.
Pracovníci SVÚOM prováděli několik měření v systémech TUV vykazujících korozi trubek s ţárovým zinkovým povlakem a ani v jednom
případě nebyla zjištěna teplota vody nad 55ºC (měřena teplota povrchu
potrubí a odebrané vody v bezprostřední blízkosti výměníku).
Naopak sloţení vody je pozornost věnována jen ojediněle. V těch
případech, kdy se provádí analýzy vody, vychází se z poţadavků na
kvalitu pitné vody, ale tato analýza neobsahuje všechny hodnoty potřebné pro posouzení korozního působení analyzované vody na korozi
kovových materiálů.
První statická zkouška ukázala, ţe vliv sloţení vody se na korozi ţárového zinku výrazně podílí a tento vliv se zvyšuje s rostoucí teplotou. Zkoušky
provedené při teploty 50 a 55ºC, které jsou obvyklé v rozvodech TUV, ukazují na určitou anomálii v korozním chování zinku i zinkového povlaku.
V rámci projektu MPO bude SVÚOM s.r.o. ve spolupráci s AČZ pokračovat v urychlených zkouškách včetně zkoušek dynamických v proudící vodě a
v modelových trubkových rozvodech.
PŘÍSPĚVEK BYL ZPRACOVÁN V
RÁMCI PROJEKTU
MPO - FR-TI1/560 OPTIMALIZACE VÝROBNÍCH A PROVOZNÍCH PODMÍNEK ŽÁROVĚ
ZINKOVANÝCH TRUBEK PRO SYSTÉMY VNITŘNÍHO ROZVODU.
LITERATURA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
A. Chyba, Havárie potrubních rozvodů z hlediska pojišťovny, Český instalatér, 2/2007
X.G. Zhang, Corrosion and electrochemistry of zinc, ISBN 0-306-45334-7, Plenum Press, New York, USA, 1996
C.J. Slunder, W.K. Boyd, Zinc: Its Corrosion Resistance, 2nd ed., International Lead Zinc Research Organization, Inc., New York, 1986
E.A. Anderson, C.E. Reinhard, Zinc, in The Corrosion Handbook, New York, 1948, pp. 331-346
G.L. Cox, Effect of temperature on the corrosion of zinc, Ind. Eng. Chem., 23, 1931, pp. 902-904
U.R. Evans, Oitting and cracking, Chem. Ind., 1956, pp. 1291-1297
Př e hl e d p oř á d a ný c h o d b or ný c h a k cí
Podrobné informace najdete v odborném serveru POVRCHOVÁ ÚPRAVA nebo na webových stránkách pořadatelů
ZDEŇKA JELÍNKOVÁ - PPK
si Vás dovoluje pozvat spolu s Asociací korozních inţenýrů, odbornými asociacemi a společnostmi, vědecko-výzkumnými ústavy,
vysokoškolskými pracovišti, státními a veřejnoprávními orgány, českými i zahraničními firmami
na 36. konferenci s mezinárodní účastí
PROJEKTOVÁNÍ A PROVOZ POVRCHOVÝCH ÚPRAV
10. - 11. března 2010, v hotelu Pyramida, Praha 6.
Třicetšest let tradice - záruka spolehlivosti a kvality
Konference v oboru povrchových úprav s nejstarší tradicí v ČR přináší
vţdy aktuální informace v pravý čas. Na programu je výklad nových
zákonů a předpisů ke zpřísněným kriteriím na ekologii, hygienu, bezpečnost práce v souladu s poţadavky EU, informace o nátěrových hmotách,
LEDEN 2010
o progresivních technologiích v lakování, galvanice, zinkování, od předúprav po konečné povrchové úpravy různých materiálů.
Tematické uspořádání čerpá z bohatých, praktických zkušeností, sleduje světový trend a přináší novinky z oboru tak, aby bylo dosaţeno
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 11
vysoké rentability a kvality.
Konference umoţňuje účastníkům a firmám navazovat kontakty, prezentovat své výrobky, seznamovat se s výrobním programem a sluţbami
českých i zahraničních firem, konzultovat s veřejnoprávními orgány.
Konference je určena pro široký okruh posluchačů - majitele lakoven,
galvanizoven a zinkoven, konstruktéry, projektanty, technology povrchových úprav, řídící technicko-hospodářské pracovníky, pracovníky marketinku, odbytu, zásobování, výrobce, distributory a uţivatele nátěrových
hmot, bezpečnostní techniky, pracovníky hygienických stanic a zdravotních ústavů, inspektorátů ţivotního prostředí, inspektorátů bezpečnosti
práce, státní správy i odborných škol, příslušníky hasičských záchranných sborů.
PROGRAM
10. BŘEZNA 2010: 8:00 – 9:00 hod. REGISTRACE
9:00 hod. ZAHÁJENÍ
Čestné předsednictvo konference:
prezident AKI Ing. R. Bartoníček, CSc.
prezident ČSPÚ Ing. L. Obr, CSc.
viceprezident AVNH ČR Ing. Z. Tůma
prezident AČZ Ing. L. Černý Ph.D.
Předseda zasedání: Prof. Ing. P. Novák, CSc.
1) Zahájení.
2) Principy protikorozní ochrany kovů v elektrolytech.
Prof. Ing. P. Novák, CSc., VŠCHT Praha
3) Prevence smetivosti z hlediska odlakování závěsové techniky.
Mgr. T. FRANĚK, Kaf Facility
4) Aktuální stav povinností provozovatelů znečišťování ovzduší.
Ing. Z. KRAYZEL
5) 15 let praktických zkušeností s likvidací plynných emisí z provozů
povrchových úprav. Ing. K. HAVRÁNKOVÁ, Enetex-Kia
6) TecTalis - kroky k úspěšné aplikaci. Ing. P. HOLLER, Henkel CR
7) Zdravotní rizika při povrch. úpravách – lakovny.
Mgr. P. LEBENHART, Hyg. stanice hl. m. Prahy
8) Nové směry v předpravách povrchů. Ing. P. SVOBODA,
Ing. Č. HUŠEK, Liberty-Top-Tech
9) Chemické látky a směsi - nová klasifikace a označování (nařízení
CLP, GHS). MUDr. Z. Trávníčková, CSc., Stát. zdravotní ústav
Diskuze do 12:30 hod.
Polední přestávka 12:30 – 13:30 hod.
Předseda zasedání: Ing. Z. TŮMA, AVNH ČR
10) Porovnání technologií alkalického bezkyanidového a slabě kyselého
zinkování. Ing. L. OBR
11) Fluorplastové povlaky – funkční řešení. Ing. M. TROCHTA, Technicoat
12)Technologie Eisenmann. Ing. J. REISINGER
13) Aktuální stav povinností odvozených z legislat. úpravy vodního hospodářství a nakládání s odpady. JUDr. Ing. E. RUDOLF, OVSS MŢP Hr.
Králové
14) Povrch. ochrany výrobků v leteckém průmyslu – lakování a impregnace. Ing. M. Laciný, Steng
15) Tryskání leteckých vrtulí. Ing. M. SEDLÁK, Rösler Oberflächentechnik
16) Vodouředitelné polyuretanové nátěrové hmoty pro náročné průmyslové aplikace. Ing. J. SKOUPIL, CSc., Ing. J. HUSÁK, CSc., Synpo
17) Výrobní sortiment a typy z provozů. J. KOCIÁN, Galatek
18) Nové technologie GRACO pro nanášení dvou-komponentních barev.
Ing. J. NOVÁK, Media Liberec
19) Rekonstrukce lakovny v H11 v ZVVZ Milevsko. M. Skalický, ZVVZ
Milevsko
20) Nové normy pro hodnocení kvality a předpokládané ţivotnosti povlaků. Ing. H. GEIPLOVÁ, a kol. SVÚOM
21) Zrovnoměrnění emisí NOx z prům. zdrojů umoţňující jejich efektivnější zneškodnění. Ing. I. POTYKOVÁ a kol., VŠB – TU Ostrava
DISKUZE do 17:00 hod.
Společenský večer - pro předem přihlášené
11. BŘEZNA 2010: 8:30 – 9:00 hod. REGISTRACE
9:00 hod. ZAHÁJENÍ
Předseda zasedání: Ing. L. Černý, Ph.D., AČZ
1) Zpěňovatelné nátěr. hmoty na bázi epoxy-siloxanového pojiva.
Ing. R. OTÁHAL a kol., Synpo
2) Korozná odolnosť pocínovaných oceĺových plechov.
Doc. Ing. J. ŠEVČÍKOVÁ,Ph.D., Hut. fakulta TU Košice
3) Moderní analytické metody pro charakterizaci povrch. úprav.
Ing. J. STOULIL, Ph.D., VŠCHT
4) Nanomateriály se samočistící a antibakteriální funkcí.
Doc. Dr. Ing. P. KLUSOŇ, Ústav chem. procesů AV ČR
5) Nejlepší stavba s uţitím ţárově pozinkované oceli v ČR a SR 2009.
Ing. L. ČERNÝ, Ph.D., AČZ
6) Záruky na povlaky ţárového zinku. Ing. V. Kuklík, Wiegel CZ
7) Revize EN ISO 1461 a EN ISO 14713 - dvou stěţejních norem pro
obor ţárového zinkování. Ing. Z. HAVRÁNKOVÁ, Ekozink
8) Moderní systémy pro elektrostatickou aplikaci práškových barev.
Ing. J. VLADÍK, Nordson
9) Progresivní technologie tryskacích strojů s metacími koly.
Ing. P. Bartoněk, Wista
10) Posuzování shody lakoven ve smyslu nových předpisů.
Ing. J. ŠRÁMEK, Stát. zkušební ústav, Brno
DISKUZE – ZÁVĚR do 12:30 hod.
EXKURZE do firmy LINET s.r.o. v Ţelevčicích u Slaného. Pro předem
přihlášené zajištěna doprava. Odjezd cca v 13:00 hod. (od hotelu).
PŘIHLÁŠKA JE KE STAŽENÍ NA WEBU POŘADATELE.
PREZENTACE FIREM
ABF, ABRASIV, ALTEKO, AUTOLAKY MIKOS, BVV veletrhy Brno,
EISENMANN, EKOL, ENETEX-KIA, EST+, GALATEK, HENKEL ČR,
IDEAL-TRADE SERVICE, JETTIMONT, KAF FACILITY, KOVOLAK,
KS KLIMA SERVICE, LABIMEX CZ, LIBERTY-TOP-TECH,
MEDIA LIBEREC, NORDSON, RÖSLER OBERFLÄCHENTECHNIK,
SILROC CZ, STENG, SYNPO, TECHNICOAT, WIEGEL, WISTA
MEDIÁLNÍ PARTNEŘI:
Povrchové úpravy
Koroze a ochrana materiálu
www.povrchovauprava.cz
Technický týdeník
CHEMagazín
Technik
KONSTRUKCE
SPEKTRA
auto EXPERT
Industry – EU www.industry-eu.cz
Strojárstvo – Strojírenství
Akreditované vzdělávací programy pro členy ČKAIT
Asociace inovačního podnikání ČR
KONFERENCE SE KONÁ V HOTELU PYRAMIDA,
Praha 6, Bělohorská 24 Spojení: Metro „A“ – stanice Malostranská,
dále tramvají č. 22 do stanice Malovanka
KONFERENČNÍ POPLATEK:
Přihlášku zašlete-mailem, faxem nebo poštou na adresu pořadatele.
Termín přihlášek do 28. 2. 2010
Konferenční poplatek zašlete zároveň s přihláškou.
Částku poukaţte převodním příkazem nebo sloţenkou číslo účtu:
5407517004/2700 UniCredit Bank
Konstantní symbol: 308, Variabilní symbol: IČ Vaší organizace
IBAN: CZ4827000000005407517004
Účastníci přihlášení v termínu obdrţí prezenční lístky s registračním
číslem. Vyplněný lístek pak předloţí při registraci (ev. s dokladem o
platbě).
Registrace: 10.-11. března 2010 od 8:00 hod.
Program: 8:30 – 17:00 hod.
INFORMACE O UBYTOVÁNÍ
jsou umístěny na webu pořadatele.
POŘADATEL:
PhDr. Zdeňka Jelínková, CSc. - PPK
Korunní 73, 130 00 Praha 3
tel/fax: 224 256 668 IČ: 15306682
E-mail: [email protected]
WWW.JELINKOVAZDENKA.EUWEB.CZ
3 990,- Kč (zahrnuje organ. náklady, sborník, 2x občerstvení
+ diskuzně společenský večer)
3 350,- Kč (bez diskuzně společenského večera)
Konference přináší novinky z legislativy a oboru povrchových
úprav formou školení je zařazena mezi akreditované vzdělávací
programy ČKAIT - České komory autoriz. inženýrů a techniků
(2 body).
Pořadatel není plátce DPH.
Sborník má přiřazeno číslo ISBN.
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 12
9. MEZINÁRODNÍ PRŮMYSLOVÝ VELETRH FOR INDUSTRY 2010
od 30. 3 - 1. 4. 2010 v Pražském veletržním areálu Letňany.
UKAŽTE SVOJI KONKURENCESCHOPNOST
V dnešní náročné době je hlavním trendem konkurenceschopnost jak jednotlivých firem, tak výrobků a technologií. Osobní účast a vzájemná setkání s obchodními partnery jsou právě teď, více neţ kdy jindy, nejlepší marketingovou strategií, ve které platí vidět a být viděn. Nenechte si proto ujít
jarní veletrhy FOR INDUSTRY, FOR WASTE a FOR LOGISTIC 2010, které přinášejí mimo jiné jedinečnou příleţitost propojení úzce spolu souvisejících oborů souběţnými prezentacemi strojírenství, odpadového hospodářství a logistiky.
NEZAPOMEŇTE NA TERMÍN UZÁVĚRKY PRO PŘIHLÁŠENÍ 10.2.2010 A ZÍSKEJTE VÝSTAVNÍ PLOCHU ZA ZVÝHODNĚNÉ CENY.
Např. cena výstavní plochy od 20 m 2 činí 2.100,- Kč/ m2 a od 60 m2 činí 1.600,- Kč/ m2. Veletrţní správa ABF, a.s. připravila výjimečnou nabídku
a cenové nastavení odpovídající dnešní nelehké době s cílem umoţnit účast na veletrhu všem, kteří přemýšlejí ekonomicky a plánují své prezentace
efektivně s co nejmenšími náklady.
Můţete si vybrat z několika druhů typových stánků 9 - 25 m2 (od 7.500,- Kč) nebo si poţádat o návrh atypické expozice. Na klíč jsou připravené zvýhodněné prezentace o velikosti 30 a 40 m2 (plocha včetně stavby stánku a vybavení od 79.000,- Kč) nebo speciální prezentace 6 a 8 m 2 (plocha včetně
stavby stánku a vybavení od 19.800,- Kč). Neváhejte také vyuţít moţnosti osobní konzultace a sjednat si schůzku přímo u Vás ve firmě, kde můţeme
společnými silami vytvořit návrh prezentace dle Vašich individuálních potřeb a poţadavků.
WWW.FORINDUSTRY.CZ
INZERCE
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 13
SERVER POVRCHOVAUPRAVA.CZ NABÍZÍ NÁSLEDUJÍCÍ MOŽNOSTI PROPAGACE VAŠÍ FIRMY NEBO PRODUKTŮ:
• Registrace v přehledu firem dodávající přípravky, zařízení a sluţby pro provádění povrchových úprav
• Registrace v přehledu firem provádějící povrchové úpravy v jednotlivých krajích
• Registrace v přehledu firem poskytujících poradenství v uvedených oborech
• Umístění odborného nebo propagačního článku na úvodní straně serveru
• Získání prestiţního označení partner serveru (můţe získat firma nebo společnost za podmínky, ţe je v oboru dostatečně známou).
• Umístění reklamního banneru (úvodní stránka, stránka s výpisy při vyhledávání dodavatelů, poskytovatelů a poradenských firem, stránka Kalendář odborných akcí)
• Umístění aktuality (levý sloupec)
• Umístění reklamní ikonky (pravý sloupec)
• Umístění loga Vaší firmy (pravý sloupec)
• Umístění anketní otázky (levý sloupec)
• Rozeslání obchodního sdělení odběratelům NOVINEK
• Inzerce v elektronickém časopisu POVRCHOVÁ ÚPRAVA
Bliţší informace najdete na stránce MOŽNOSTI INZERCE nebo po kliknutí na http://www.povrchovauprava.cz/reklama.
NAVŠTIVTE
PRVNÍ POVRCHÁŘSKÉ DISKUSNÍ FÓRUM, VYUŽIJTE JEJ A AKTIVNĚ SE ZAPOJTE DO VÝMĚNY NÁZORŮ A ZKUŠENOSTÍ.
HTTP://FORUM.POVRCHOVAUPRAVA.CZ/
Internetový obchod s čerpadly a příslušenstvím
nabízí
Elektromagnetické (solenoidové) dvojcestné ventily MIVALT MP-W.
Ventily pro uzavírání průtoku kapalin a plynů.
Proč používat nerezové ventily?
Normální mosazné ventily sice nekorodují, ale mosaz obsahuje řadu nečistot z důvodu relativně
blízkých tavících teplot zinku, cínu, olova a mědi.
Najdete je na www.e-cerpadla.cz/elektromagneticke-ventily-c-201.html
Registrován pod ISSN 1801-707X
Elektronický časopis je uchováván a archivován v rámci projektu WebArchiv Národní knihovny a je poskytnutý k Online přístupu Internetovým
uţivatelům.
Redakce elektronického časopisu POVRCHOVÁ ÚPRAVA
Ing. Ladislav Pachta, Hradec Králové, tel.: 495 215 297, mobil: 603 438 923, E-mail: [email protected]
Karel Bartáček, E-mail: [email protected]
Přihlášení k zasílání elektronického časopisu a prohlédnutí nebo staţení jednotlivých vydání je moţno z http://www.povrchovauprava.cz.
Copyright © 2003 - 2010, IMPEA s.r.o., Hradec Králové
LEDEN 2010
povrchová úprava (http://www.povrchovauprava.cz)
strana 14