Získali jsme povolení k exkurzi do lakovny u výrobce osobních automobilů Škoda a.a.s. v Mladé Boleslavi. Tento veliký podnik s 13 000 zaměstnanci je součástí koncernu Volkswagen. Díky investicím Volkswagenu je dnes Škoda prosperující podnik na špičkové úrovni. Exkurze byla pro nás zážitkem. V areálu automobilky jsme nalezli velký chemický provoz, kde vládne dokonalá čistota a technologická kázeň.

Koroze železa

Koroze železa působí ve všech odvětvích velké ekonomické ztráty. Je to elektrochemický děj, který vyžaduje ke svému průběhu přítomnost kyslíku a vody (přesněji elektrolytu). V suchém vzduchu a v čisté vodě prosté kyslíku koroze prakticky neprobíhá. Podmínky, ve kterých se běžně pohybují automobily, jsou pro korozi příznivé. Okludovaná vrstva vlhkosti obsahuje rozpuštěný atmosférický CO₂, který samotný stačí ke zvýšení koncentrace H⁺ iontů. Mimo jiné musíme v průmyslových oblastech počítat s SO₂ a NO_x, které způsobují kyselé deště. Velmi příznivé podmínky pro korozi vytváří také solení silnic v zimním období. Mechanismus koroze je složitý. Jeho podstatu vystihují rovnice:

Anodická oxidace 2 Fe (s) ® 2 Fe²⁺ (aq) + 4 e^-
Katodická redukce O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) + 4 e^- ® 2 H₂O (l)

Celková reakce 2 Fe (s) + O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) ® 2 Fe²⁺ (aq) + 2 H₂O (l)

Ionty Fe²⁺ se dále oxidují

4 Fe²⁺ (aq) + 3 O₂ (g) + (4 + x) H₂O (l) ® 2 Fe₂O₃. xH₂O (s) + 8 H⁺ (aq)

Hydratovaný Fe₂O₃ je znám jako rez. Vrstva rzi z povrchu odpadává a koroze pokračuje do hloubky. V tomto se železo liší od jiných kovů, jejichž elektrodový potenciál je negativnější než u železa a které korozi odolávají, např. Al, Cr. U nich vrstvička oxidu na povrchu pevně lpí a chrání tak kov před další korozí (pasivace).

Ochrana proti korozi

Způsobů ochrany proti korozi je několik (jsou to způsoby mechanické, chemické a elektrochemické). Zde uvádíme ve stručnosti postup, který jsme poznali při naší exkurzi. Tento postup se skládá z 52 operací, jak je znázorněno na přiloženém schématu.

Karoserie z ocelového plechu přichází ze svařovny do haly základní barvy. Je již pozinkovaná buď oboustranně (model Octavia) nebo jednostranně (model Felicia). To je již první ochrana proti korozi (Zn funguje jako obětovaná elektroda). Karoserie je konzervována minerálním olejem. První operací je tedy odmašťování. Je třístupňové a provádí se při 50-60°C alkalickým roztokem obsahujícím boritany, uhličitany, křemičitany a tenzidy. Po odmaštění následuje oplach obyčejnou vodou, všechny další oplachy se provádějí pouze demi vodou.

Další operace je tzv. aktivace fosforečnanem titaničitým Ti₃(PO₄)₄ a vlastní fosfátování, k němuž se používá roztok dihydrogenfosforečnanů Zn²⁺, Ni²⁺, Mn²⁺. Při fosfátování se na povrchu kovu vytváří mikrokrystalická struktura nepatrně rozpustného fosfátu. Fosfátování se provádí za horka a za přítomnosti urychlovačů (dusitan sodný, síran hydroxylaminu). Pak následuje systém oplachů. Z oplachových vod se na kalolisech oddělí vyloučené málo rozpustné fosforečnany Zn, Ni a Mn, které představují nebezpečný odpad a jsou odváženy na speciální skládku. Následuje bezchromová pasivace a to za použití kyseliny hexafluoro-zirkoničité H₂ZrF₆.

Po oplachu přichází karoserie do veliké vany, v níž je koloidní disperze základní barvy (modifikovaná epoxidová pryskyřice + pigmentová pasta + rozpouštědla butylglykol a butoxyethanol + plniva) a v níž probíhá elektroforetické nanášení barvy. Micely mají kladný náboj, putují tedy k záporné elektrodě, kterou je karoserie. Po vybití náboje micel dojde ke koagulaci koloidu a na karoserii se vytváří bělavý povlak základní barvy. Operace je označována jako kataforéza (vylučování koloidu na katodě). Pak je zařazen systém oplachů - oplachové vody procházejí ultrafiltrací, ultrafiltrát se používá k oplachům, barva jde zpátky na kataforézu. K závěrečnému oplachu se použije demi voda a karoserie přichází do sušárny, kde při teplotě 175°C setrvá 20 minut. Pryskyřice zesíťuje a barva se z bílé změní na žlutavou.

Následuje ochrana spodku karoserie tzv. plastisolem, což je PVC (změkčovadlo je dioktylftalát). Je to velmi viskózní hmota šedé barvy, která se dopravuje do nanášecích pistolí mohutným vysokotlakým čerpadlem.

Oplachové vody se rozdělují na dva proudy - anorganický (8 m³/h) a organický (4 m³/h). Organický proud jde na spalovnu, anorganický do čističky odpadních vod.

V hale vrchního laku dostává karoserie svůj konečný krásný vzhled. Nanášení barvy je elektrostatické, dvoustupňové. Před vstupem do nanášecí komory je nutno karoserii zbavit nahodile vytvořeného elektrostatického náboje, což se provádí rotujícími kartáči ze pštrosího peří (proto se tato operace označuje EMU). Barva se rozprašuje rychle rotujícími zvonečky, v nichž jemné částice barvy získávají náboj a usazují se na povrchu karoserie, které se udělí náboj opačný. Používají se jen vodou ředitelné barvy, pouze pro koncový bezbarvý lak se používají organická rozpouštědla.