3.4.1 KOVOVÉ MATERIÁLY

3.4 KOROZE MATERIÁLŮ

3.4.1.2 DRUHY KOROZE

3.4.1.1 KOROZE A JEJÍ VÝZNAM

Koroze kovů se definuje: Samovolné, postupné rozrušování kovů následkem jejich chemické nebo elektrochemické reakce či fyzikálně chemickým působením a okolním prostředím

Koroze může probíhat: V
Atmosféře nebo jiných plynech
Vodě a jiných kapalinách
Zemině
V různých chemických látkách

Příklad koroze: "Rezavění" železa

Nežádoucí korozivní děje jsou posilovány současným působení mechanického a tepelného namáhání i existencí vnitřního pnutí v materiálu

Míra poškození může být rozdílná od změny vzhledu (ztráta barvy, lesku) po úplný rozpad (porušení celistvosti v celém průřezu - degradace)
- Zhoršují se mechanické vlastnosti
- Materiál křehne
- Mění se jeho tvar a rozměry

Na povrchu vznikají vrstvy korozních zplodin, které mají zásadně jiné vlastnosti než materiál před napadení korozí
Koroze může postihnout i nekovové materiály (např. plasty jsou proti elektrochemické korozi odolné, ale podléhají jiným vlivům, což má za následek chemické reakce, přerušení molekulárních řetězců, bobtnání, rozpouštění)

Chování důležitých kovů vůči korozi

Čisté kovy
Např. železo, měď, hliník, cín jsou velmi odolné
Především jsou odolné ušlechtilé kovy

Nelegovaná ocel (uhlíková ocel)
Velmi ohrožené korozí
Ocel je spojení železa a karbidu železa (sloučenina uhlíku) -> Tvoří místní (galvanický)článek
Ušlechtilejší karbid železa představuje kladný pól a železo záporný -> Elektrochemická koroze

Legovaná ocel
Odolnější než nelegované oceli
Díky legujícím přísadám (nikl, chrom, molybden) je elektrické napětí jejich krystalů menší, protože jsou tyto prvky v napěťové řadě blíže u sebe

Litina
Díky množství grafitu (nad 2%) je více vystavená mezikrystalické korozi
Kůra odlitku je odolnější než opracovaná plocha

Mosazi a bronzi
Většinou dobrá

Slitiny hliníku
Méně odolné
Čím více obsahují mědi, o to méně je odolnost proti korozi menší

Slitiny hořčíku
Stále ohroženy korozí

Chrom a nikl
Velmi odolné
Oba jsou hlavní legující kovy odolných vůči korozi a kyselinám

3.4.1.2.1 CHEMICKÁ KOROZE

Znehodnocení nastává vzájemným působením kovu a korozního prostředí (soli, kapaliny, plyny)
Nejčastěji jde o oxidaci kovu, zejména oceli

V prostředí přehřáté páry nastává:
Oxidace kovu přehřátou párou
Zkřehnutí oceli vlivem difuze vodíku, který vzniká při reakci vodní páry s kovem - dochází k vodíkové křehkosti - zhoršení mechanických vlastností

Při ohřevu

Při teplotě 200 až 300 °C se tvoří viditelná vrstva oxidů

Zvyšuje-li se teplota:
- Vrstva oxidů se zvětšuje
- Rychlost koroze se zmenšuje

Při teplotách mezi 600 až 800 °C se vytvářejí na povrchu oceli ve dvou až čtyřech vrstvách okuje složené z různých oxidů železa. Pro zamezení se užívá pecí s ochrannou atmosférou (směsí netečných plynů, které neobsahují kyslík, který podporuje vznik koroze)
U některých neželezných kovů zamezuje průniku koroze do hloubky materiálu tenká vrstva oxidu (např. zelená patina u mědi, oxidační vrstva hliníku)
Kromě ztráty materiálu způsobuje i technologické obtíže (zaválcování a zakování okují do povrchu - ztížení obrábění)

Tvorba oxidů při korozi oceli

Tvorba oxidů při korozi neželezného kovu

3.4.1.2.2 ELEKTROCHEMICKÁ KOROZE

Definuje se jako rozrušování kovů s různým elektrickým potenciálem za vzniku elektrického proudu, který se mění v teplo
Pro průběh je nutný elektrolyt (elektricky vodivý roztok nebo tavenina)

Pro pochopení mechanismu je nutné znát:
Elektrolytická disociace
Hydratace iontů kovů
Elektrochemická řada napětí

Některé kovy se rozpouští v elektrolytu

Neušlechtilé kovy
Vysílají kladné ionty a samy se nabíjejí záporně
Proti vodíkové elektrodě mají záporné napětí

Ušlechtilé kovy
V elektrolytu na sebe přitahují ionty solí
Nabíjejí se kladně a proti vodíkové elektrodě mají kladné napětí

Odolnost kovu proti korozi lze zhruba posuzovat podle hodnoty standardního potenciálu tohoto kovu
Kovy s větším záporným potenciálem mají menší odolnost proti korozi

Mechanismus elektrochemické koroze lze vysvětlit i na principu galvanického článku
Při ponoření dvou kovů s rozdílnými potenciály do elektrolytu (kyselina sírová) vzniká galvanický článek
Zinková elektroda se rozpouští a uvolněnými elektrony se nabíjí záporně ->Probíhá oxidace zinku
Měděná elektroda je však stálá, protože měď je ušlechtilý kov
- Oproti zinkové elektrodě se jeví méně záporně a označuje se kladně
Spojí-li se vodivě obě elektrody mohou elektrony volně přecházet z jedné na druhou
Na měděné elektrodě se neutralizují vodíkové ionty z roztoku a redukují se na vodík

Korozní články a korozní reakce

1. Korozní makročlánek

Podobný děj jako v galvanickém článku se odehraje, jestliže se do ocelové nádrže naplněné vodou zašroubuje měděný šroub
- Ocel má záporný potenciál -> stane se anodou -> bude se rozpouštět
- Měď má kladný potenciál -> stane se katodou
Výše zmíněné spojení kovů je konstrukční chybou

2. Korozní mikročlánek

Podobné jevy jako výše zmíněný příklad vzniká ve struktuře kovů a jejich slitin
- Je to dáno nehomogenní strukturou v níž se stýkají mikroskopické strukturní složky různých kovů, slitin nebo v technickém železe strukturní složky známé z rovnovážného diagramu železo - uhlík

Příklad koroze u nelegovaných ocelí
Záporná elektroda:Železo (méně ušlechtilá složka) -> Rozpouští se
Kladná elektroda: Uhlík -> Vzniká vodík
Jelikož obě elektrody jsou vodivě spojeny vzniká elektrický proud podobně jako v galvanickém článku

Ke korozi dochází i na úplně čistém kovu
- Elektrodový potenciál závisí i na poruchách v krystalové mřížce a na vnitřních pnutích

Elektrochemická koroze probíhá vždy v elektricky vodivém prostředí elektrolytu a skládá se ze dvou dílčích dějů anodového a katodového
Anodový děj probíhá tak, že iont vystupuje z mřížky elektronegativní složky, hydratuje se a vstupuje do elektrolytu -> Oxidační charakter reakce
K odstranění elektronů uvolněných přechodem v iontovou formu dochází katodickou reakcí (reakcí elektronů s ionty a atomy schopnými redukce)

Obě reakce (anodická, katodická) jsou doprovázeny vznikem reakčních zplodin -> Změny původních potenciálů (sbližují se)-> Polarizace
- Zmenšení korozního proudu -> zmenšení rychlosti koroze

Při opačném ději vzniká depolarizace
- Po dokonalém odstranění korozních zplodin se obnovují původní hodnoty potenciálů -> zvětšení rychlosti koroze

Polarizaci i depolarizaci lze ovládat -> Možnost ovlivnění rychlosti koroze

3.4.1.2.3 DRUHY KOROZE DLE PROSTŘEDÍ

1. Atmosférická koroze

Většina kovových výrobků plní svojí funkci v atmosféře -> nejčastější druh koroze

Spolupůsobící vlivy

a) Klimatické podmínky
Jsou dané:
- Vlhkostí
- Teplotou
- Znečištěním

b) Kyslík
Proniká vodním filmem (vysvětleno níže)
Účastní se katodické reakce jako depolarizátor -> urychluje korozi

c) Teplota
Za nízké teploty se koroze zastavuje zmrznutím elektrolytu
Při vzrůstající teplotě stoupá i rychlost koroze

Z výše uvedeného vyplývá, že se jedná o elektrochemickou korozi

Korozní děj probíhá pod velmi tenkou vrstvou vody -> Vodní film
Voda je nasycená rozpustnými složky atmosféry, hlavně:
a) Oxidy
- Siřičitý
- Uhelnatý
- Uhličitý
b) Amoniak
c) Chlorovodík
d) Aerosol

Vodní film o tloušťce 50 až 150 mm vzniká kondenzací vodních par obsažených ve vzduchu -> vznik je podmíněn relativní vlhkostí vzduchu
- Je-li povrch kovu drsný a pokrytý prachem a nečistotami -> tvoří se při menší relativní vlhkosti (kolem 60%) -> kritická relativní vlhkost

Při návrhu stroje je nutná znát rychlost koroze (úbytek materiálu za jednotku času) a podle toho volit způsob ochrany

Norma rozděluje agresivitu atmosféry následovně:

Kód	Název	Vysvětlení
C1	Velmi nízká	Atmosféry v uzavřených místnostech, ve kterých nedochází ke kondenzaci vody
C2	Nízká	Prostory, kde občas dochází ke kondenzaci vody
C3	Střední	Suché klimaty
C4	Vysoká	Vlhké oblasti za působení atmosférických nečistot průmyslových měst, přístavů
C5	Velmi vysoká

2. Koroze v kapalinách

Největší význam má koroze ve vodách

Do styku s vodou přichází:
Vodní stroje
Stroje a zařízení na výrobu páry
Chladící systémy motorů, kompresorů a jiných strojů
Rozvodná potrubí a armatury pitných vod a ostatních kapalin

Agresivita je závislá na:
Tvrdost vody
pH
Množství plynu rozpuštěného ve vodě, hlavně kyslíku
Teplota
Proudění

Kyslík se v průběhu elektrochemické koroze uplatňuje jako depolarizátor

Vody pro průmyslové účely:
Změkčují
Chemicky upravují
Odplyňují

3. Půdní koroze

V podstatě se jedná o korozi ve vodě různého složení

Půda se skládá z fází:

a) Tuhé

b) Kapalné
Vlastní korozní prostředí
Dává elektrickou vodivost

c) Plynné
Uplatňuje se kyslík jako depolarizátor

3.4.1.2.4 DRUHY KOROZE DLE VNĚJŠÍCH ČINITELŮ

1. Koroze při mechanickém namáhání

Napětí se soustřeďuje ve vrubech nebo na hranicích zrn ->zmenšuje se elektrovodný potenciál
Napadení proniká do značné hloubky materiálu
Pevnost rychle klesá bez pozorovatelné změny na povrchu kovu
Stejný vliv se projevuje i u materiálů tvářených za studena
Příklad: Rychlá koroze v ohybech kotlových trubek

2. Korozní únava

Vzniká tehdy, je-li materiál namáhán jakýmkoliv druhem střídavého namáhání za současného vlivu korozního prostředí
Materiál se porušuje již při menším napětí, než odpovídá mezi únavy (Wöhlerova křivka se výrazně mění, chybí ji vodorovná část)

3. Vibrační koroze

Vzniká, jestliže se po sobě tře ocel s jakýmkoli materiálem za současného vibračního pohybu při mezních hodnotách součinitele tření
Protože korozní zplodiny oceli mají červenou barvu (hydratovaný Fe 2 O 3 ) -> mluví se o "krvácení" materiálu

Nejčastější výskyt: Ložiska vodních turbín

Ochrana:
Mazání tuhými mazivy (grafit, oxid molybdeničitý)
Fosfátování
Difuzní sírování

4. Korozní praskání kovů

Vzniká při současném působení korozního prostředí a mechanického namáhání tahem
Projevuje se vznikem trhlin, které se rozkládají kolmo na směr působení tahových pnutí
Trhliny mají mezikrystalový, transkrystalový nebo smíšený charakter

5. Koroze bludnými proudy (elektrokoroze)

Vzniká všude, kde vzniká nekontrolovaný (bludný) proud z kladného pólu do zařízení a v jiném je opět opouští
Místo, kde proud vystupuje je anodou a nastává na něm značné rozpouštění kovu -> koroze

Nejčastější zdroj: Elektrické dráhy

3.4.1.2.5 DRUHY KOROZE DLE VZHLEDU

Nejspolehlivější určení korozního napadení je hodnocení metalografické struktury
Provádí se na vzorcích z místa napadení, tak, že plocha výbrusu je kolmá je korodovanému povrchu

1. Rovnoměrná (celková) koroze

Probíhá po celé ploše a napadá každé místo povrchu materiálu, přibližně se stejnou intenzitou

Rychlost jejího šíření lze poměrně snadno vypočítat -> stanovit životnost součásti v určitém korozním prostředí

Vzniká-li na povrchu souvislá vrstva korozních zplodin:
Chemické koroze: Nepropustí molekuly plynu
Elektrochemická koroze: Nepropustí ionty (pasivuje materiál)

Je-li porézní, např. rez (oxid železitý) na technickém železe, pak vrstva snadno odprýskává a koroze postupuje tak dlouho, až se rozruší celý materiál

Vzniká stýlými korzními podmínkami, jako např. vlivy počasí ve spojení s agresivními plyny a prachem

2. Nerovnoměrná koroze

NEBEZPEČNĚJŠÍ než celková
Napadá materiál pouze v určitých místech a do určité hloubky -> Zachovává místa bez napadení

A) Bodová koroze (pitting)Místní napadení, které postupuje do hloubky (větší než u plošné plošné koroze)bez zvětšení šířky
Vznikají korózní místa ve tvaru kráterů nebo žlábků, které mohou výrazně zmenšit pevnost součástí

Způsobuje např. proděravění stěn potrubí, nádob

B) Selektivní korozeProjevuje se napadením jedné fáze slitiny nebo zrn jednofázové slitiny

C) Mezikrystalická korozePostupuje po hranicích zrn do hloubky bez hmotnostního úbytku při úplné ztrátě mechanických vlastností materiálu

D) Transkrystalová korozeProjevuje se lomem zrn napříč a do hloubky a účincích se podobá mezikrystalické korozi

E) Korozní trhliny a lomyNěkolik forem dle druhu mechanického namáhání

Probíhají:- Transkrystalově
- Mezikrystalově
- Spojitě buď na povrchu nebo do hloubku

3.4.2 NEKOVOVÉ MATERIÁLY

1. Koroze plastů

Na korozi působí ultrafialové záření, které podmiňuje:
- Vznik povrchových trhlin
- Změna barvy
- Snížení mechanických vlastností

Plasty jsou znehodnocovány i působením:
Kyslíku
Vlhkosti a agresivních plynů

Některé plasty (polyvinylchlorid, teflon, celulóza) rozkládá radioaktivní záření
Korozivním jevem je i křehnutí plastů způsobené louhováním nebo těkáním změkčovadla
Působit na korozi mohou i biologičtí činitelé (např. mikroorganismy, hmyz, hlodavci), které podmiňují např. vznik plísní

2. Koroze ostatních nekovových materiálů

Sklo
Odolné proti působení kyselinám a elektrolytům
Méně odolné proti alkalickým roztokům

Čedič
Odolává kyselinám, neutrálním i alkalickým roztokům
Tavený čedič odolává i erozi

Korund
Odolný proti působení kyselin
Žárovzdorný

Azbest
Chemicky stálý při působení kyselin, neutrálních elektrolytů
Méně odolává působení alkalických roztoků

Kamenina a porcelán
Chemická stálost je nižší než u skla
Odolává kyselinám
Méně odolný proti alkalickým roztokům

Dřevo
Je napadáno biologickými činiteli
Odolává jen slabým roztokům kyselin
Nesnáší působení zásad

Kůže
Malá chemická stálost
Odolává vlivům běžného ovzduší
Napadána biologickými činiteli

Tkaniny rostlinného původu (bavlna, juta)
Nízká chemická stálost
Odolává zředěným a studeným alkalickým roztokům
Rozrušovány fotochemicky a biologicky

Tkaniny živočišného původu (vlna, žíně, hedvábí)
Napadány biologicky
Odolávají zředěným kyselinám
Nesnášejí působením zásad

Syntetické tkaniny
Chemická stálost jednotlivých druhů odpovídá příslušnému plastu
Většinou odolávají zředěným kyselinám a studeným zředěným alkalickým roztokům
Někdy odolávají i biologické korozi a fotooxidaci

Pryž
Odolává chemickým vlivům
Odolává někdy zředěným kyselinám, zásadám a zvýšeným teplotám asi do 120°C
Nesnáší působící oxidaci
Působením benzínů a minerálních olejů bobtná

Kaučuk
Odolává zředěným kyselinám, koncentrovaným alkalickým roztokům a zvýšeným teplotám
Chemicky stálý za běžného ovzduší
Nepříznivě na něj působí sluneční záření a ozón
Uspokojivá stálost působením benzínu a petroleji

3.5 OCHRANA PROTI KOROZI

3.5.1 KOVOVÉ MATERIÁLY

3.5.1.1 OCHRANA VHODNOU VOLBOU MATERIÁLU

Volba se řídí následujícími požadavky:

• Stanovením korozních činitelů a určením funkčních požadavků, které budou v daném prostředí na součást kladeny
• Nespojovat elektrochemicky rozdílný kovový materiál
• Pro agresivnější korozivní prostředí volit materiál jedné fáze ->různé fáze mohou podmiňovat vznik korozního mikročlánku
• Volit korozivzdorný materiál na výrobu součástí pouze tehdy jestliže by jiná ochrana byla obtížná, nehospodárná, nemožná

3.5.1.2 OCHRANA KONSTRUKČNÍ ÚPRAVOU

V praxi se často vyskytují strojírenské výrobky, které jsou nevhodně konstrukčně či technologicky řešené, což může urychlit korozi

Nejčastější konstrukční či technologické chyby:

a) Místní přehřívání materiálu

b) Vytváření korozních makročlánků
Vznikají spojením materiálů s příliš rozdílnými standardními potenciály za přítomnosti korozního prostředí

c) Soustředění usazenin
Vzniká v kapsách a spárách hlavně u ocelových konstrukcí (např. u stojatých nádob nebo nádrží)
Mají mít oblé dno s výpustí na nejnižším místě
Mají být postaveny na patky tak, aby nebyly ve styku s podlahou
V tepelné technice je potřebné opatřit zařízení a rozvody soustavou odkalovacích ventilů a kohoutů

d) Nevhodné tvary z hlediska předpokládané ochrany povlaky

e) Nevhodné provedení svarů
Platí zde zásady o:
- Svařování různých materiálů
- Volbě elektrod (z hlediska vytváření korozních makročlánků)
Vnitřní pnutí (které vzniklo svařením součástí) může být příčinou strukturních napadení materiálu

f) Nevhodná kombinace korozních a mechanických namáhání

Pro snížení rizika napadení koroze je Nutno dodržet následující podmínky:

• Při styku dvou různých kovů dbát na to, aby součást z kovu méně ušlechtilého byla plošně menší než součást z kovu ušlechtilejšího
• Pro součásti v agresivnějším korozivním prostředí předepisovat nižší stupeň drsnosti (hrubý povrch = větší možnost napadení korozí)
• Dát přednost hladkým plochám bez ostrých přechodů a míst, kde by se mohl korozivní součinitel hromadit
• Při zhotovování pájeného spoje volit

- Pájku stejného složení jako má základní materiál
- Nekorodující tavidlo (např. kalafuna)
- Spoj dokonale očistit a opatřit lakovým nátěrem

• Neumožňovat nevhodným spojením materiálu vznik korozního makročlánku (kde na povrch působí rozdílné prostředí např. kapalina a vzduch nebo rozdílné teplotní oblasti)
• Co nejmenší namáhání součástí

Přídavek na korozi

Kde vlivem koroze dochází k úbytkům průřezu materiálu (nádoby, potrubí, mostní a jiné konstrukce) zvětšuje konstruktér průřezy o tzv. přídavek na korozi
Velikost přídavku odpovídá znehodnocení materiálu během předpokládané životnosti výrobku

Obzvláště náročné jsou kombinace současného korozivního a mechanického namáhání a místa, kde lze ze zkušenosti předvídat nebezpečné druhy strukturní koroze vedoucím k haváriím
Situace se řeší:
a) Volbou materiálu
b) Konstrukční nebo technologickou úpravou
- Nejčastěji tepelným zpracováním na snížení vnitřního pnutí, které bylo způsobeno předchozími technologickými operacemi
c) Úpravou korozivního prostředí (pokud to lze)

Příklad řešení spoje dvou materiálů s rozličným potenciálem

3.5.1.3 OCHRANA ÚPRAVOU KOROZIVNÍHO PROSTŘEDÍ

Agresivita korozivního prostředí se snižuje:

a) Odstraněním stimulátoru koroze (korozivního činitele)
Odstranění kyslíku z vody
Snížení vlhkosti vzduchu látkou, jenž na sebe váže vodu

b) Přidáním inhibitoru koroze (látky zpomalující korozi)
Přidáním chromanů, dusitanů a fosfátů do vody
Zalkalizováním vody vápnem

3.5.1.4 ELEKTRICKÉ OCHRANY

Využívá se účinků stejnosměrného proudu, který omezuje elektrochemickou korozi

Stejnosměrný proud se přivádí:
Z vnějšího zdroje (usměrňovače)
Záměrně vytváří galvanický článek z přídavného (obětovaného) a chráněného materiálu

Katodická ochrana

V protikorozním elektrickém obvodě je chráněná součást katodou
Stejnosměrný proud se buď přivádí z vnějšího zdroje (usměrňovač) nebo se získá připojením "obětované" anody (protektoru) z manganu, zinku a jiných kovů elektrochemicky méně ušlechtilých
Obětovaná anoda se rozpadá místo chráněné části

Anodická ochrana (aktivní ochrana)

Korozivzdorný materiál (slitinová ocel, titan) má schopnost přecházet do stavu stále pasivního -> Schopnost je posilována účinky stejnosměrného proudu přiváděného z vnějšího zdroje (anodickou polarizací)
Aktivní ochrana zabraňuje korozivnímu rozpadu součástí trvale umístěných ve vodě nebo vystavených působení kyselin

Elektrické drenáže

Použití: Odvádění bludných proudů se součástí uložených v zemi v blízkosti elektrifikovaných tratí

3.5.1.5 OCHRANA POVRCHOVÝMI ÚPRAVAMI

Ochranné povlaky a vrstvy

Tvořené chemicky stálými látkami (kovovými, nekovovými anorganickými a organickými) oddělující strojní součásti od korozivního prostředí
Obvykle ještě vylepšují estetický vzhled
Před jejich tvorbou je nutné obvykle připravit povrch součásti

Předběžná úprava	Způsob provedení	Získané vlastnosti
Mechanická	Broušení, kartáčování a leštění pomocí kartáčů nebo pásů za použití brusných past Otryskání, litinovou drtí, broky, skleněnými granulemi Omílání v bubnech a zvonech někdy i pomocí brusných a leštících přípravků	Z povrchu jsou odstraněny hrubší nečistoty (zaschlé oleje, nátěry, připečený písek, okuje) Úprava povrchu vhodná pro: Galvanické pokovování Metalizaci Smaltování Chemické úpravy Vytváření povlaků z nátěrových hmot
Chemická	Odmašťování: (benzín, nafta, syntetické látky) V rozpouštědlech Proudící mokrou párou V případě nutnosti následuje: neutralizace dříve použitých chemikálií Praní součástí ve vodě	Odstranění tuků, prachu, kovových třísek a brusiva Příprava povrchu pro galvanické pokovování
	Moření: Oceli ve vodním roztoku kyseliny sírové nebo solné za normální i zvýšené teploty Hliníku v alkalických roztocích (např. v hydroxidu sodném) Mědi v roztoku kyseliny sírové Odrezování v kyselině fosforečné	Odstranění anorganických nečistot (oxidy, rez, okuje)
	Dekapování součástí ve vodním roztoku kyselin a následné opláchnutí vodou	Odstranění povrchového filmu, jenž vzniká působením vzduchu na odmaštěné součásti
	Leštění vytvořeného filmu z kovové soli např. na součástech z hliníku a mědi (provádí se v kyselině dusičné, octové a fosforečné)	Pasivace povrchu (zvýšení odolnosti proti korozi)
Elektrochemická	Elektrolytické odmašťování v alkalickém roztoku za využití elektrolýzy (elektrolýzou vylučovaný kov tvoří s vodou silný hydroxid, který součást odmašťuje)	Dosažení největší čistoty povrchu kovových součástí
	Elektrolytické moření ve vodních roztocích kyselin nebo alkalickým roztoků (mnohem rychlejší než chemické moření	Získání kovově čistého povrchu (odstranění tuků, oxidů, svařovacích prášků) Vhodné zejména pro pokovování
	Elektrolytické leštění v lešticích elektrolytech (kyselina sírová, fosforečná) za využití elektrolýzy (povrch součásti - anody - se elektrolyticky rozpouští -> Vyrovnává)	Vyrovnání povrchových nerovností Získání čistého povrchu s velkou optickou odrazivostí

3.5.1.5.1 OCHRANNÉ POVLAKY A VRSTVY Z KOVŮ

Pokovování ponorem do lázní z roztavených kovů

Nejstarší způsob protikorozivní ochrany
Ponorem se vytváří povlaky ze zinku, cínu, olova
Součásti mající povrch připravený mořením, leštěním se ponořují do lázně z roztaveného kovu
Po ohřátí ohřátí a omočení povrchu se z lázně součást vyjme a ochladí
Lázeň musí mít takové vlastnosti, aby její složky podmínily vznik difuzní mezivrstvy ze základního a povlakového kovu -> Do olověných lázní se přidává cín

Plátování

Na součástech se vytváří ochranná vrstva ochranného kovu přiválcováním, obléváním, pájením, navařováním nebo přivařováním houževnatého ochranného materiálu explozí
Uhlíková ocel se např. chrání vrstvami z korozivzdorné oceli, mosazi nebo slitin hliníku

Žárové stříkání kovů (metalizování, šopování)

Název šopování vznikl podle autora metody (Švýcarský inženýr Shoop)

Metalizování: vytváření kovových povlaků na součástech z kovů i nekovů (dřevo, tkanina,, porcelán, kamenina, papír), protože stříkaný kov jen nepatrně ohřívá základní materiál

Ochranný povlak může být libovolně tlustý
Metalizovat lze i značně rozměrné součásti (stožáry elektrického vedení, mosty, trupy lodí)
Přilnavost povlaku není vysoká

Ochranný kov se přivádí do stříkací (metalizační) pistole v podobě drátu, prášku, či tekutiny: Konstrukce metalizační pistolí

a) Drátové
Tavící kovy s
- Nižšími teplotami tavení se taví kyslíkoacetylénovým plamenem
- Vyššími teplotami tavení se taví elektrickým obloukem, ke kterému lze přivádět i plazmový plyn pro vytváření povlaků z vysokotavitelných kovů (teplota tavení může být až 15 000°C)
- Zdroje elektrického proudu jsou stejné jako při svařování elektrickým obloukem

b) Práškové
Umožňující nanášení směsí kovů
Použití: Pro kovy, ze kterých by se špatně vyráběl drát

c) Kelímkové
Kov se taví v kelímku
Kelímek se vytápí:
- Elektricky
- Plamenem
Použití: Pro kovy s teplotou tavení do 500 °C

Pokovování amalgámem

Zastaralý, nehygienický, nákladný -> Použití značně omezeno
Amalgám: Sloučenina kovů s rtutí, která se nanese na upravený povrch součástí a vypálením se povlak zbaví rtuti
Na součástech vzniká tenký kovový povlak, např. ze stříbra, zlata a dalších kovů

Pokovování difuzí

Korozivzdorná vrstva vzniká difundováním ochranného povlaku z pevného, kapalného nebo plynného prostředí do součástí za ohřevu v ochranné atmosféře nebo vakuu
Vzniklé povrchové vrstvy chemických sloučenin základního a ochranného kovu mají podobnou chemickou odolnost jako jsou povlaky získané ponorem nebo elektrochemicky

Difuzí se součásti:
- Zinkují (šerardování)
- Hliníkují (alitování, alimetování, kalorizování)
- Chromují (inchromování)
- Borování (nasycení polokovem boru)

Pokovování párami kovů ve vakuu (vakuové pokovování)

Kovové páry se získávají vypařováním kovů ve vysokém vakuu
Odpařovaný ochranný kov ve tvaru drátu nebo prášku se vkládá do odpařovacího tělesa ohřívaného odporovým teplem
Pokovované předměty jsou zavěšeny v prostoru vakuové komory a vznikající kovové páry na chladnějším povrchu ploch přivrácených k odpařovacímu tělesu kondenzují -> vytváří tenký souvislý povlak
V současné době lze vyrábět i tlusté povlaky např. z hliníku na ocelový plech
Použití:Nanášení kovů i nekovů na kovové a nekovové součásti (reflexní vrstvy světlometů, optické filtry na brýlích proti oslnění, pokovování plastů, textilu, papíru, vodivé povlaky v elektrotechnice)

Elektrochemické pokovování bez přívodu elektrického proudu

Při ponoření součástí z kovu s nižším elektrickým potenciálem do roztoku soli kovu s vyšším elektrickým potenciálem nastane jeho vylučování a ukládání na povrchu součásti i ve větších tloušťkách

Například na:
- Ocelových součástech ponořených do síranu měďnatého se tvoří povlak z mědi
- Měděných součástech ponořených do dusičnanu sodného se tvoří povlak ze stříbra

Galvanické pokovování

Ochranné povlaky z čistých kovů i ze slitin vznikají na kovových součástech následkem elektrolýzy

Nejčastěji se vytváří povlaky ze: zinku, kadmia, mědi, niklu, chromu, stříbra, cínu

Méně často se vytváří povlaky ze: zlata, rhodia olova, antimonu

Nevýhoda:

- Nebezpečí vzniku různě tlustých povlaků
- Na místě vzdálenějšího od anody ochranného kovu vznikají tenčí povlaky -> součásti mají mít rovný povrch bez prohlubní

Postup:
- Pokovované součásti se zavěsí do elektrolytu (galvanické lázně) jako katody
- Při průchodu stejnosměrného proudu elektrodami a elektrolytem se kov anody rozpouští, tj. na povrchové atomy anody ionizují, odcházejí do elektrolytu a vytváří souvislý povlak na pokovované součásti - katodě

Při hromadné výrobě se součásti pokovují ve zvonu

3.5.1.5.2 OCHRANNÉ POVLAKY A VRSTVY Z NEKOVŮ

Chemické úpravy povrchu

Zvyšují odolnost proti korozi a přilnavost povlaků při provádění dalších povrchových úprav

Oxidace (pasivování povrchu kovového materiálu)

V oxidačním prostředí (nejčastěji v lázních), se tvoří na povrchu součásti vrstvy oxidů a dalších chemických sloučenin, které chrání materiál před účinky slabých korozních činitelů okolního prostředí a zlepšují jejich vzhled

Povrch získává černou, hnědou nebo modrou barvu
- Černění oceli se provádí máčením v oxidační lázni
- Hnědení a modření je v podstatě popouštění na barvu při teplotě 210 až 310°C (upravený povrch musí být vyleštěn)

Chemickou oxidací se chrání také součásti z:

a) Mosazi (černění)

b) Hliníku (eloxování)
Uskutečňuje:
- Chemickou oxidací v lázních
- Anodickou oxidací v elektrolytu (upravovaný předmět je připojen jako anoda)
Vzniklá povrchová vrstva má elektroizolační vlastnosti

Chromátování

Pasivuje se povrch ocelových nebo zinkových součástí ve vodním roztoku kyseliny chromové za teploty 95°C
Na povrchu součástí vzniká velmi tenká ochranná vrstva chromanů

Fosfátování

Ocelové, hliníkové, manganové, zinkové součásti jsou chráněny krystalickým povlakem fosforečnanů
Povlak se postřikem nebo ponorem do lázně obsahující chemické sloučeniny fosforu
Vzniklý povlak je porézní
Dobře absorbuje olej i jiné mazací látky a nátěrové hmoty

Často se upravují ocelové nástroje - Prodloužení životnosti
- Větší odolnost proti korozi
- Zlepšení elektroizolačních vlastností

Difuzní sírování (sulfinizace) a sulfonitridování

Stejný princip jako pokovování difuzí
Do povrchu součásti difunduje síra (např. z prostředí siřičitanu sodného při teplotě 600°C)

Sulfinizace
Zvýšení odolnosti proti korozi, opotřebení i zadření
Zlepšení vlastností při kluzném tření

Sulfonitridování
Kromě síry se povrch nasycuje také dusíkem
V poslední době se upřednostňuje
Zlepšení odolnosti proti únavě

Smaltování

Nejčastěji se smaltují litinové a ocelové součásti
Smalt (natavený povlak z borsilikátových skel) vytváří souvislý nepórovitý povlak s poměrně vysokou chemickou stálostí, zejména proti kyselinám
Křehký
Nesnáší mechanické rázy a prudké změny teplot
Upravený povrch součástí se máčí, polévá nebo postřikuje suspenzí práškového smaltu s vodou nebo se na předehřátý povrch sype samotný práškový smalt , který se okamžitě natavuje
Po nanesení základního povlaku následuje vypalování při teplotě 900 °C
Pro zvýšení estetického vzhledu se nanáší ještě druhý krycí povlak, obsahující barvicí přísady
Druhý povlak se vypaluje při teplotě 800°C

Povlaky z plastů

Kovové součásti lze také chránit povlaky z tvrditelných a častěji netvrditelných plastů (polyethylen, metakrylát, polyamid)

Povlaky z plastů se nanáší:

a) Lepením fólií
- Zdlouhavý proces
- Lze použít na rovné plochy (např. vrstvy PVC na stěnách nádrží)
- Spáry se svařují

b) Ultrazvukové přivařování fólií
c) Natíráním, navalováním, máčením kovových součástí
d) Obalováním předehřátých kovových součástí v práškovém plastu

e) Žárovým stříkáním
- Nejčastější metoda
- Plast v prášku nebo ve formě pasty se dopravuje z tlakové komory na ohřátý povrch součástí

3.5.1.5.3 POVLAKY Z NÁTĚROVÝCH HMOT

• Nejlevnější
• Vylepšují elektrickou vodivost/elektroizolační vlastnosti
• Vylepšují vzhled
• Nátěry jsou tvořeny většinou několika povlaky -> - Snížení pórovitosti - Zvýšení odolnosti proti korozi - Snížení přilnavosti k povrchu součásti
• Doporučená tloušťka nátěru: 0,15 až 0,30 mm
• Odolnost proti korozi se u organických povlaků zvyšuje přidáním inhibitoru koroze

Nátěr je tvořen:

- Základní povlak - Nejvíc ovlivňuje přilnavost a protikorozní ochranu

- Vrchní povlak - Především zlepšuje vzhled

• Před nanesením nátěrové hmoty se někdy provádí tmelení - Vyrovnání nerovností a zakrytí nedostatků povrchu - Nanáší se na základní povlak špachtlí nebo postřikem - Tmelová vrstva musí být tenká a po zaschnutí se zabrušuje

Složky nátěrových hmot

• Filmotvorné (pojiva) - Podmiňují vznik souvislé, přilnavé a mechanicky odolné vrstvy (filmu)


• Pigmentové Nerozpustné barvené prášky dodávající nátěru krycí vlastnosti a barevné odstíny Mohou působit i jako inhibitory (tvoří je i kovové prášky)


• Plniva Práškové minerální látky (křída, kaolín, sádrovec) Ovlivňují technologické vlastnosti nátěru (přilnavost k povrchu součástí, vyrovnání nerovností)


• Rozpouštědla filmotvorných složek, jež tvoří organické těkavé kyseliny

Třídění nátěrových hmot

Nanášení nátěrových hmot

Ovlivněno rozpouštědly -> ztrátové složka při zasychání ->používají se rozpouštědla co v nejmenším množství nebo co nejlevnější

Zasychání nátěrových hmot

Probíhá za:

a) Normální teploty

b) Zvýšené teploty

- Maximálně 60°C

- Doba schnutí se zmenší až o 75%