výukový materiál - Sou plynárenské Pardubice

Transkript

Ing. Jan BRANDA
MATERIÁLY
pro učební obor Instalatér a Kominík
Výukový text pro učební obor Instalatér a Kominík
Vzdělávací oblast RVP – Technický základ
Pardubice 2014
1
Použitá literatura:
• DUFKA, Jaroslav. Materiály pro učební obor instalatér. Vyd. 1. Praha: Sobotáles, 2003.
ISBN 978-808-5920-987.
Dílo smí být dále šířeno pod licencí CC BY-SA (www.creativecommons.cz).
Výukový text je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a
školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.
Všechna neocitovaná autorská díla jsou dílem autora.
OBSAH:
Úvod do předmětu „Materiály“ .............................................................................................................................. 6
Základní rozdělení technických materiálů.............................................................................................................. 9
Železné kovy ...................................................................................................................................................... 9
Neželezné kovy ................................................................................................................................................ 11
Nekovové materiály.......................................................................................................................................... 11
Otázky ke zkoušení: ................................................................................................................................. 11
Základní vlastnosti kovů....................................................................................................................................... 12
Fyzikální vlastnosti........................................................................................................................................... 12
Mechanické vlastnosti ...................................................................................................................................... 17
Technologické vlastnosti .................................................................................................................................. 19
Chemické vlastnosti.......................................................................................................................................... 22
Tepelně izolační vlastnosti ............................................................................................................................... 23
Jednotlivé technické materiály ............................................................................................................................. 26
Železné kovy .................................................................................................................................................... 26
Do železných kovů řadíme: .......................................................................................................................... 26
Rozdělení železných kovů:........................................................................................................................... 27
Železo ............................................................................................................................................................... 27
Přehled výroby surového železa................................................................................................................... 27
Druhy železné rudy: ................................................................................................................................. 28
Výroba surového železa ve vysoké peci................................................................................................... 28
Vysokou pec lze rozdělit na 6 teplotních zón:.......................................................................................... 29
Zjednodušená teplotní pásma: .............................................................................................................. 30
Produkty vysoké pece:.......................................................................................................................... 30
Ocel................................................................................................................................................................... 31
Přehled výroby oceli..................................................................................................................................... 32
Odlévání oceli............................................................................................................................................... 33
Další zpracování oceli .............................................................................................................................. 34
Rozdělení ocelí ......................................................................................................................................... 35
Přehled nového označení ocelí a odpovídajících dřívějších označení.......................................................... 39
Litina................................................................................................................................................................. 40
Šedá litina ..................................................................................................................................................... 40
Tvárná litina.................................................................................................................................................. 41
Bílá litina ...................................................................................................................................................... 41
Temperovaná litina....................................................................................................................................... 41
Neželezné kovy ................................................................................................................................................ 42
Hliník - Al................................................................................................................................................. 43
2
Měď-Cu .................................................................................................................................................... 44
Cín - Sn..................................................................................................................................................... 45
Olovo - Pb................................................................................................................................................. 45
Nikl - Ni.................................................................................................................................................... 46
Zinek - Zn ................................................................................................................................................. 46
Hořčík-Mg ................................................................................................................................................ 47
Titan-Ti..................................................................................................................................................... 47
Kompozity ................................................................................................................................................ 48
Pájky ......................................................................................................................................................... 48
Další důležité kovy ....................................................................................................................................... 48
Prášková metalurgie ..................................................................................................................................... 51
Nekovové materiály.......................................................................................................................................... 53
Plasty ............................................................................................................................................................ 53
Termoplasty.............................................................................................................................................. 54
Reaktoplasty (dříve Termosety) ............................................................................................................... 54
Eleastomery .............................................................................................................................................. 54
Výroba plastů: ...................................................................................................................................... 54
Vlastnosti plastů: .................................................................................................................................. 55
Výhody plastů:...................................................................................................................................... 55
Nevýhody plastů:.................................................................................................................................. 56
Spojování plastů: ...................................................................................................................................... 56
Průměry plastových potrubí: .................................................................................................................... 59
Tlakové řady:............................................................................................................................................ 59
Skladování potrubí: .................................................................................................................................. 60
Životnost plastových potrubí:................................................................................................................... 60
Plasty pro instalatéry: ............................................................................................................................... 61
Polyetylen - PE ..................................................................................................................................... 62
Polypropylen – PP ................................................................................................................................ 63
Polybutylen – PB.................................................................................................................................. 64
Polyvinylchlorid – PVC (novodur) ...................................................................................................... 64
Akrylonitril-butadien-styren – ABS ..................................................................................................... 65
Polyvinylidenfluorid – PVDF............................................................................................................... 65
Polyesterová pryskyřice – GRP............................................................................................................ 66
Vícevrstvé trubky ................................................................................................................................. 66
Použití plastů ........................................................................................................................................ 67
Pryž (lidově také guma)................................................................................................................................ 69
Technické textilie ......................................................................................................................................... 74
Kůže.............................................................................................................................................................. 75
Dřevo ............................................................................................................................................................ 77
Vlastnosti dřeva ........................................................................................................................................ 80
Použití dřeva............................................................................................................................................. 81
Sklo a technická keramika............................................................................................................................ 82
Sklo........................................................................................................................................................... 82
Technologie výroby skla ...................................................................................................................... 82
Použití................................................................................................................................................... 83
Technická keramika.................................................................................................................................. 84
Stavební materiály ............................................................................................................................................ 85
Pojiva........................................................................................................................................................ 85
3
Cement...................................................................................................................................................... 85
Vápno ....................................................................................................................................................... 86
Sádra ......................................................................................................................................................... 86
Písek ......................................................................................................................................................... 86
Štěrk.......................................................................................................................................................... 87
Malta......................................................................................................................................................... 87
Beton......................................................................................................................................................... 88
Žárobeton.................................................................................................................................................. 88
Polystyrenbeton ........................................................................................................................................ 88
Materiál pro zdivo ........................................................................................................................................ 88
Obvodové zdivo........................................................................................................................................ 89
Vnitřní stěny ............................................................................................................................................. 89
Beton......................................................................................................................................................... 89
Pálené cihly .............................................................................................................................................. 89
Tvárnice z pórobetonu .............................................................................................................................. 90
Betonové a železobetonové výrobky............................................................................................................ 91
Těsnící a izolační materiály.......................................................................................................................... 91
Těsnící materiály ...................................................................................................................................... 91
1. Těsnění hrdlových spojů................................................................................................................... 92
2. Těsnění přírubových spojů ............................................................................................................... 94
3. Těsnění závitových spojů ................................................................................................................. 94
4. Těsnění pájených spojů .................................................................................................................... 94
5. Těsnění svařovaných spojů............................................................................................................... 95
Izolační materiály ..................................................................................................................................... 95
1. Tepelně izolační materiály ............................................................................................................... 95
2. Hydroizolační materiály ................................................................................................................... 95
3. Zvukově izolační materiály .............................................................................................................. 96
Technické plyny ............................................................................................................................................... 97
Vzduch.......................................................................................................................................................... 97
Zemní plyn (CH4) ......................................................................................................................................... 97
Propan – Butan (C3H8 – C4H10).................................................................................................................... 98
Acetylen (C2H2)............................................................................................................................................ 98
Kyslík (O2).................................................................................................................................................... 99
Dusík (N2)..................................................................................................................................................... 99
Bioplyn (N2) ................................................................................................................................................. 99
Vysokopecní plyn (N2) ................................................................................................................................. 99
Barevné značení technických plynů ........................................................................................................... 100
Otázky ke zkoušení: ............................................................................................................................... 100
Zpracování technických materiálů ..................................................................................................................... 100
Odlévání ......................................................................................................................................................... 100
Způsoby odlévání ....................................................................................................................................... 101
Tváření............................................................................................................................................................ 102
Kování ........................................................................................................................................................ 102
Ruční kování........................................................................................................................................... 102
Strojní kování ......................................................................................................................................... 102
Kovářské nástroje ............................................................................................................................... 103
Kovářské práce ................................................................................................................................... 103
Válcování.................................................................................................................................................... 104
Válcování za studena.......................................................................................................................... 104
Válcování za tepla .............................................................................................................................. 104
Lisování ...................................................................................................................................................... 104
Vytlačování................................................................................................................................................. 105
Dopředné vytlačování......................................................................................................................... 105
4
Zpětné vytlačování ............................................................................................................................. 105
Tažení ......................................................................................................................................................... 106
Obrábění ......................................................................................................................................................... 106
Tepelné zpracování kovů.................................................................................................................................... 108
Podstata a základy metalografie ..................................................................................................................... 108
Žíhání.......................................................................................................................................................... 110
Žíhání na měkko ..................................................................................................................................... 110
Žíhání ke snížení vnitřního pnutí............................................................................................................ 110
Normalizační žíhání................................................................................................................................ 111
Kalení ......................................................................................................................................................... 111
Popouštění .................................................................................................................................................. 112
Chemicko-tepelné zpracování .................................................................................................................... 113
SYCENÍ POVRCHU NEKOVY............................................................................................................ 114
CEMENTACE:....................................................................................................................................... 114
NITRIDACE: ......................................................................................................................................... 114
KARBONITRIDACE: ........................................................................................................................... 114
NITROCEMENTACE: .......................................................................................................................... 114
SULFONITRIDACE:............................................................................................................................. 114
SULFINIZACE: ..................................................................................................................................... 115
BORIDOVÁNÍ:...................................................................................................................................... 115
SYCENÍ POVRCHU KOVY ................................................................................................................. 115
CHROMOVÁNÍ: ............................................................................................................................... 115
ZINKOVÁNÍ:..................................................................................................................................... 115
NIKLOVÁNÍ:..................................................................................................................................... 115
ALITOVÁNÍ: ..................................................................................................................................... 115
ALUMETOVÁNÍ: ............................................................................................................................. 116
INCHROMOVÁNÍ: ........................................................................................................................... 116
ŠERARDOVÁNÍ: .............................................................................................................................. 116
http://www.branda73.wz.cz
5
Úvod do předmětu „Materiály“
Obecný cíl předmětu:
- předmět materiály poskytuje žákům na přiměřené úrovni
potřebné vědomosti o jednotlivých druzích technických
materiálů, jejich zpracování, vlastnostech a použití.
- dává ucelený přehled o technických materiálech
- poskytuje potřebný základ znalostí pro pochopení učiva
odborných předmětů.
Učební osnovy dle ŠVP pro učební obor 36-52-H/01 INSTALATÉR
Učební osnovy dle ŠVP pro učební obor 36-56-H/01 KOMINÍK
Ročník: 1.
Výsledky vzdělávání
Žák:
zařadí jednotlivé technické
materiály do skupiny
železných a neželezných
kovů, do nekovových
materiálů
popíše fyzikální, magnetické,
chemické, mechanické a
technologické vlastnosti
technických materiálů
popíše postup výroby surového
železa a oceli
určí rozdělení ocelí podle
složení a použití
Počet hodin v ročníku: 48
Obsah vzdělávání
Rozdělení a vlastnosti
technických materiálů
rozdělení technických materiálů
železné kovy (ocel, litina)
neželezné kovy (lehké, těžké)
nekovové materiály (plasty, pryž,
pomocné hmoty)
fyzikální vlastnosti materiálů
(hustota, skupenství,
roztažnost, vodivost)
magnetické vlastnosti
chemické vlastnosti materiálů
(odolnost proti korozi,
žárovzdornost, žáropevnost)
6
používá číselné označování
ocelí
popíše druhy a použití litiny
vysvětlí pojem koroze kovů
seznámí se s povrchovou
úpravou kovů a slitin
mechanické vlastnosti materiálů
(pružnost, pevnost, tvrdost,
tvárnost, houževnatost)
technologické vlastnosti
materiálů (tvárnost,
svařitelnost, slévatelnost,
obrobitelnost, odolnost proti
opotřebení)
zpracování železné rudy, výroba
surového železa
výroba oceli, rozdělení ocelí,
rozdělení litiny
označování, užití ocelí a jejich
slitin
koroze kovů a slitin
Druhy technických materiálů
Žák:
popíše u neželezných kovů a
neželezné kovy a jejich slitiny
jejich slitiny vlastnosti a
(měď, olovo, cín, zinek,
použití
mangan, wolfram, rtuť, hliník,
popíše druhy nekovových
hořčík, titan, germanium,
materiálů
křemík, chrom, nikl)
vyjmenuje druhy plastů, zařadí
technické nekovové materiály
je podle chování za různé
(plasty – termoplasty,
teploty
reaktoplasty, elastomery,
seznámí se s vlastnostmi a
kompozity; pryž; textil;
použitím pryže, textilu,
brusiva; paliva; maziva)
brusiva, paliv a maziv
těsnící materiály a tmely
provádí výpisy materiálů dle
zadání
7
Žák:
Zpracování technických
vysvětlí rozdíl mezi tvářením za materiálů
tepla a za studena
odlévání
seznámí se s technologickým
tváření – odlévání, kování,
postupem kování, odlévání,
válcování, lisování,
válcováním a lisováním
vytlačování, tažení
obrábění
Žák:
Tepelné zpracování kovů
vysvětlí účel a technologický
podstata a základy metalografie
postup při chemicko
žíhání, kalení, popouštění
tepelném zpracování kovů chemicko-tepelné zpracování
žíhání, kalení, popouštění
vysvětlí rozdíl mezi tvářením za
tepla a za studena
seznámí se s technologickým
postupem kování, odlévání,
válcováním a lisováním
8
Základní rozdělení technických materiálů.
Technické
materiály
Železné
kovy
Neželezné
kovy
Nekovové
materiály
Železné kovy
čisté železo jako chemický prvek (Fe) se na Zemi téměř
nevyskytuje, ale je obsaženo ve sloučeninách, tzv. rudách. Z nich
se ve vysoké peci taví surové železo, které obsahuje 3 až 4%
chemického prvku uhlíku (C) a dalších příměsí, kterými jsou
mangan (Mn), křemík (Si), síra (S), fosfor (P).
Železné
kovy
Ocel
uhlíková
slitinová
Litina
bílá
šedá
legovaná
Ocel – tímto názvem označujeme veškeré kujné železo (měnící
svůj tvar kováním), které obsahuje max. 2% uhlíku (C).
Podle chemického složení se dále dělí ocel na:
a) uhlíková ocel – slitina železa a uhlíku
9
b) slitinová ocel – slitina železa a uhlíku a úmyslně přidaných
prvků, kterými jsou Mangan (Mn), Křemík (Si), Nikl (Ni),
Chrom (Cr), Wolfram (W), Kobalt (Co), Molybden (Mo),
Vanad (V), Titan (Ti), Hliník (Al). (úmyslně přidaným
prvkům říkáme legury).
Litina – je železný materiál s obsahem uhlíku od 2% do 3%, který
byl vyroben přetavením surového železa, litinového odpadu a
ocelového odpadu s přísadami. Litina se zpracovává obvykle
odléváním.
Podle chemického složení se dále dělí litina na:
a) šedá litina – slitina železa, uhlíku a křemíku, v malém
množství obsahuje také mangan, fosfor a síru. Může být i
legovaná, pak obsahuje chrom, nikl, molybden, vanad. Při
pomalém tuhnutí se uhlík vylučuje ve tvaru grafitu, litina je
na lomu šedá, měkčí a dobře obrobitelná.
Použití: lože strojů (např. soustruhů), radiátory, stojany,
kamna, válce motorů.
b) bílá litina – slitina železa s uhlíkem a dalšími prvky, dále se
zpracovává ohřevem na temperovanou litinu. Obsahuje
cementit (Fe3C – karbit železa), který způsobuje, že je bílá
litina velmi tvrdá a křehká, obrobitelná jen broušením.
Použití: dynamicky namáhané součásti (součást se
pohybuje velmi často – klikový hřídel, …).
c) legovaná litina – přidáním legujících prvků se dosahuje
požadovaných vlastností, např. odolnost proti korozi,
žárovzdornosti apod.
10
Neželezné kovy
hlavní rozdělení je podle hustoty kovu
Neželezné kovy
lehké
do 5 kg/dm3
těžké
nad 5 kg/dm3
a) lehké –hustota do 5 kg/dm3. Patří sem hliník (Al) a jeho
slitiny, hořčík (Mg) a jeho slitiny, titan (Ti), berylium (Be),
lithium (Li) a další.
b) těžké – hustota nad 5 kg/dm3. Patří měď (Cu), zinek (Zn),
olovo (Pb), nikl (Ni), cín (Sn), jejich slitiny a další.
Nekovové materiály
dělíme je do tří skupin.
a) plasty – látky, vznikají spojováním molekul jednoduchých
sloučenin na mohutné molekuly (tzv. makromolekuly).
b) pryž, sklo, keramika, kůže, textil, dřevo
c) pomocné hmoty – patří sem maziva, brusiva, těsnící
hmoty, nátěrové hmoty, technické plyny, ostatní
chemikálie, lepidla, atd.
Otázky ke zkoušení:
1) Napiš jaké je základní rozdělení technických materiálů.
2) Co je ocel? Na jaké skupiny se rozdělují oceli?
11
3) Co jsou legury, uveď alespoň 3 příklady.
4) Co je litina? Na jaké skupiny se rozděluje litina?
5) Na jaké skupiny rozdělujeme neželezné kovy? Stručně
jednotlivé skupiny charakterizuj.
6) Vyjmenuj alespoň 5 nekovových materiálů.
Základní vlastnosti kovů
Kovy a jejich slitiny mají různé vlastnosti, které jsou dány
chemickým složením a strukturou (vnitřní vazby mezi atomy a
molekulami). Pro posouzení použitelnosti kovů v technické praxi
je obvyklé dělení vlastností na:
1)
2)
3)
4)
Fyzikální vlastnosti
Mechanické vlastnosti
Technologické vlastnosti
Chemické vlastnosti
Fyzikální vlastnosti
a) Měrná hmotnost (hustota)
Její velikost závisí na
atomové stavbě dané
látky, je tedy závislá na
poloze prvku
v periodické soustavě
prvků. Pro výpočet platí
vztah:
ρ = m / V [kg/m3]
Měrná hmotnost je
podíl hmotnosti a objemu
zkoumané látky (porovnáváme hmotnost s objemem).
12
Příklad: Vypočítejte hmotnost ocelového hranolu o rozměrech:
a = 80 [mm]; b = 60 [mm]; c = 20 [mm]. Hustota oceli je
7800[kg.m-3].
Řešení:
b)Teplota tání (tavení) a
tuhnutí
Je to teplota, při které
mění materiál své
skupenství z pevného na
kapalné. Každý kov má
určitou teplotu tání, jejich
hodnoty najdeme
v tabulkách.
13
Čisté kovy tají při konstantní teplotě, slitiny tají při nekonstantní
teplotě. Znalost teploty tání a tuhnutí je důležitá pro slévárenství,
svařování, pokovování, apod.
c) Teplotní (délková a objemová) roztažnost - dilatace
Popisuje prodloužení délky nebo zvětšení objemu vlivem
zvýšení teploty látky.
Prodloužení délky (l) je závislé na původní délce tyčinky a na
materiálu, z které je zhotovena.
α … součinitel délkové roztažnosti [K-1]
l0 … původní délka
∆t …rozdíl teploty
Součinitel délkové roztažnosti potrubních materiálů.
α
ocel
měď
PVC
PP
PE PP/AL/PP
[mm/m.K] 0,0125 0,017
0,13
0,15
0,19
0,05
PVC … polvinylchlorid (novodur)
PP …polypropylen
PE … polyethylen
PP/AL/PP …vícevrstvá polypropylenová trubka s hliníkovou fólií
Příklad.: Porovnej roztažení dvou plastových trubek. Jedna je
z materiálu PE, druhá z PP/AL/PP. Původní délka obou trubek byla
12 [m]. Trubky se ohřály z 15°C na 50°C.
Řešení:
materiál PE… ∆l = α • l0 • ∆t = 0,19 • 12 • (50 – 15) = 79,8 [mm]
materiál PP/AL/PP … 0,05 • 12 • (50 – 15) = 21 [mm]
Výsledek: PE (79,8 [mm] ), PP/AL/PP (21 [mm])
14
Tepelná vodivost
Vyjadřuje schopnost materiálu
přenášet tepelnou energii, tj.
kinetickou energii neuspořádaného
tepelného pohybu od atomu k atomu
vedením (bez přenášení látky).
Kovy, které dobře vedou elektrický proud, dobře vedou i teplo.
Nejlepším vodičem tepla je stříbro. Tepelná vodivost ostatních
kovů se často zjišťuje porovnáním s tepelnou vodivostí stříbra a
udává se v procentech. Použití v praxi – chladiče, výměníky atd.
Látky, které nevedou teplo, se nazývají tepelně izolační
materiály (IZOLANTY).
značka tepelné vodivosti … λ (lambda) [W/K] vyjadřuje kolik tepla
Q [J] projde látkou za jednotku času 1[s], je-li rozdíl teploty
na vstupu a výstupu 1[K].
d)Elektrická vodivost
Schopnost materiálu vést
elektrický proud - značka G
- jednotka S (Siemens) –
vodič s odporem 1 [Ω] má
vodivost 1 [S].
Rozdělení:
1. Vodiče
- Ag, Au,
Cu, Al, Fe
2. Polovodiče
- Ge, Si, Se
3. Izolanty
- dřevo, plast, sklo, porcelán (nejlepším
izolantem by bylo dokonalé vakuum)
3. Supravodivost - Vyjadřuje vlastnost některých kovů, u
kterých se při velmi nízkých teplotách (blízké absolutní nule –
15
0 Kelvinů = - 273,15 °C) skokem sníží elektrický odpor na
nezjistitelnou hodnotu (elektrický proud prochází vodičem
prakticky bez odporu). Vyskytuje se u kovů a polovodičů a
projevuje se hlavně u stejnosměrného proudu.
e) Magnetická vlastnost
Popisuje chování materiálu v magnetickém
poli (typickou veličinou je permeabilita)
Rozdělení:
1. Diamagnetické materiály (zeslabují magnetické pole, do
kterého jsou vloženy - jsou z něho slabě vytlačovány → měď Cu,
stříbro Ag, zlato Au, olovo Pb.
2. Paramagnetické materiály (zesilují magnetické pole, do kterého
jsou vloženy - jsou do něho slabě vtahovány → hliník Al, platina
Pt.
3. Feromagnetické materiály (značně zesilují magnetické pole, do
kterého jsou vloženy (jsou do něho silně vtahovány) → železo Fe,
nikl Ni, kobalt Co.
Feromagnetické materiály se dále dělí na:
magneticky měkké – snadno se zmagnetizují, ale i snadno
odmagnetizují (pro stavbu elektrických strojů)
magneticky tvrdé – obtížně se zmagnetizují, ale své vlastnosti si
ponechají i po zániku vnějšího magnetického pole (pro stavbu
permanentních magnetů)
1) Vypočítejte hmotnost litinového hranolu o rozměrech:
a = 30 [mm]; b = 70 [mm]; c = 50 [mm]. Hustotu si vyhledej
v tabulce.
16
ρ
ocel litina měď hliník plasty voda polystyren plyny
[kg/m3] 7850
7200 8960
2700
900 až 1000
2200
40 až 80
0,5 až
2
2) Z jakého materiálu (vypočítej hustotu) je potrubí, pokud
hmotnost potrubí je 1350 [kg] a objem potrubí 0,5 [m3]?
Vypočítanou hustotu porovnej s hodnotami v tabulce.
3) Porovnej roztažení dvou trubek (vypočítej, o kolik se
jednotlivá potrubí prodloužila). Jedna trubka je z materiálu PE,
druhá z mědi. Původní délka obou trubek byla 15 [m]. Trubky se
ohřály z 13°C na 64°C.
α
ocel
měď
PVC
PP
PE PP/AL/PP
[mm/m.K] 0,0125 0,017
0,13
0,15
0,19
0,05
4) Vlastními slovy popiš co je to měrná hmotnost (hustota).
5) Vlastními slovy popiš co, si představuješ pod pojmem teplota
tání a tuhnutí.
6) Vlastními slovy popiš co, si představuješ pod pojmem teplotní
(délková a objemová) roztažnost.
7) Vlastními slovy popiš, co si představuješ pod pojmem tepelná
vodivost.
8) Vlastními slovy popiš, co si představuješ pod pojmem
elektrická vodivost.
9) Vlastními slovy popiš co je to permeabilita (magnetická
vlastnost).
Mechanické vlastnosti
a) Pevnost
Je největší napětí, které potřebujeme k rozdělení materiálu na dvě
části.
17
napětí = tlak
tlak[Pa] = síla[N] / plocha [m2]
Druhy pevnosti:
a) v tahu
b) v tlaku
c) ve střihu, ve smyku
d) v ohybu
e) v krutu
b) Tvrdost
Je odpor (odolnost) materiálu proti
vnikání cizího tělesa. Zjišťuje se vtlačováním tvrdého tělíska
(kuličky, kužele nebo jehlanu) určitým tlakem do zkoušeného
materiálu a měřením hloubky nebo plochy vtisku.
• Zkouška tvrdosti podle Brinella – otisk kalené ocelové kuličky
(označení tvrdosti HB)
• Zkouška tvrdosti podle Vickerse – otisk čtyřbokého
diamantového jehlanu (označení tvrdosti HV)
• Zkouška tvrdosti podle Rockwella – otisk diamantového kužele
(označení tvrdosti HRA) nebo otisk ocelové kuličky (označení
tvrdosti HRB)
c) Pružnost
Schopnost materiálu se po odlehčení vrátit do původní polohy
(rozměru).
d) Tvárnost
Je vlastnost, kterou musí mít materiál určený ke kování, válcování,
lisování apod. Tvárný materiál si zachová tvar, a to i když přestane
tváření působit.
18
e) Houževnatost
Je schopnost materiálu zachovat si původní tvar. Je výrazem
velikosti práce, k rozdělení jakéhokoli materiálu na dvě části.
Materiály křehké vyžadují práci nepatrnou. Křehkost je
protikladem houževnatosti.
1) Mezi mechanické vlastnosti patří „Pevnost“. Vlastními slovy
popiš tuto vlastnost materiálu.
2) Napiš, jaké druhy pevnosti znáš.
3) Vlastními slovy popiš mechanickou vlastnost „Tvrdost“.
4) Vlastními slovy popiš mechanickou vlastnost „Pružnost“.
5) Vlastními slovy popiš mechanickou vlastnost „Tvárnost“.
6) Vlastními slovy popiš mechanickou vlastnost „Houževnatost“.
Technologické vlastnosti
Určují, k jakému způsobu opracování je daný materiál vhodný.
a) Tvárnost – stejný význam jako u mechanické vlastnosti
Je vlastnost, kterou musí mít materiál určený ke kování, lisování,
válcování apod.
Tvárný materiál si zachovává svůj tvar, který získal působením
vnějších sil.
b) Slévatelnost
Je schopnost materiálu dobře zaplnit
formu na odlévání (litina, ocel na odlitky,
hliník, bronz, mosaz, slitiny zinku, olova,
cínu, niklu, hliníku, hořčíku a titanu). Na
slévatelnost má vliv:
19
● tepelná vodivost
● délková a objemová roztažnost
● teplota tání a tuhnutí
● viskozita – míra vnitřního tření
● vlastnosti formy (např. teplota formy)
● technologický postup
c) Svařitelnost
Je schopnost ze dvou nebo více materiálů
vytvořit nerozebíratelný celek (svařenec).
Představuje schopnost svařovaného materiálu
vytvořit svarový spoj požadovaných vlastností.
Vyjadřuje se ve čtyřech stupních:
● zaručená
● podmíněně zaručená
● dobrá
● obtížná
d) Obrobitelnost
Vyjadřuje chování materiálu při obrábění řeznými nástroji
(soustružení, frézováni, hoblování, vrtání apod.).
Posuzuje se podle:
● mechanických vlastností materiálu
● snadného oddělování třísky
● chování třísky k materiálu nástroje
● řezného odporu obráběného materiálu
e) Odolnost proti opotřebení
Odolnost materiálu proti oddělování částeček materiálu, k němuž
dochází na povrchu materiálu, působením vnějších sil - nejčastěji
20
působením tření mezi tuhými tělesy, ale také i třením mezi tuhou
látkou a kapalinou.
Základní druhy tření:
● smykové – vzniká při pohybu tělesa smykem (kluzem,
vlečením). Působí vždy ve stykové ploše a proti směru pohybu.
● valivé – vzniká při valivém pohybu mezi válcem a
podložkou.
● čepové – vzniká v čepu uloženém v ložiskách a působí proti
směru rotačního pohybu.
● vláknové – vzniká při smýkání lan a pásů po nehybné
válcové ploše.
Základní druhy opotřebení:
● Adhezivní, Abrazivní, Erozivní, Kavitační, Únavové, Vibrační
1) Vlastními slovy popiš technologickou vlastnost „Tvárnost“.
2) Vlastními slovy popiš technologickou vlastnost „Slévatelnost“.
21
3) Vlastními slovy popiš technologickou vlastnost „Svařitelnost“.
4) Vlastními slovy popiš technologickou vlastnost „Obrobitelnost“.
5) Vlastními slovy popiš technologickou vlastnost „Odolnost proti
opotřebení“.
Chemické vlastnosti
1) Odolnost proti korozi
Různá prostředí nebo chemické
účinky kapalin způsobuje porušení
povrchu součásti - tento jev se nazývá
koroze.
příčinou chemické koroze – je styk
kovu s vlhkým vzduchem. Malé
částice železa reagují s vlhkým
vzduchem a vzniká oxidační vrstva, která se po čase odděluje od
základního materiálu.
příčinou elektrochemické koroze – je prostředí s povahou
elektrolytu. Kovové materiály ponořené do elektrolytu vytvářejí
elektrické napětí. Vznikají při tom chemické procesy způsobující
korozi.
půdní koroze (koroze bludnými proudy) – vzniká u potrubí nebo
kabelů položených v zemi v blízkosti železniční nebo
tramvajové tratě. Je to jev, který se vyskytuje při stejnosměrném
napájení obvodů všude tam, kde je buď úmyslně či náhodně jeden
pól zdroje uzemněn.
příčinou biologické koroze – jsou živé organismy (baktérie,
některé druhy brouků). Tyto živé organismy svou přítomností
podporují vznik chemických sloučenin, které napomáhají vzniku
koroze.
Ochrana proti korozi:
• větší použití plastů – tam, kde je to vhodné
22
• správný tvar a konstrukce (bez ostrých hran, velké poloměry)
• snížení agresivity korozívního prostředí (např. do
teplovodních soustav přidání antikorozního činitele)
• povrchová úprava (nátěrové hmoty, pokovování, galvanizace,
smaltování)
2) Slučivost
S nekovovými látkami, především s oxidem (kyslíkem).
3) Žárovzdornost
Schopnost kovu odolávat vysokým teplotám (odolávat dlouhodobě
žáru).
4) Žáropevnost
Vlastnost kovu odolávat namáhání při vyšších teplotách (ventily
spalovacích motorů, lopatky parních a spalovacích turbín, součásti
raket).
1) Napiš, jaké druhy chemických vlastností znáš.
2) Co je příčinou chemické koroze?
3) Co je příčinou elektrochemické koroze?
4) Kde vzniká půdní koroze?
5) Vyjmenuj alespoň 3 způsoby ochrany proti korozi.
Tepelně izolační vlastnosti
a) Tepelný odpor
23
vyjadřuje odpor
značka R …
větší, tím méně
materiálu proti úniku tepla
[m2•K/W] Čím je hodnota odporu
tepla projde materiálem.
b) Součinitel prostupu tepla
vyjadřuje množství tepla, které projde materiálem
značka k … [W /m2•K] Je to převrácená hodnota tepelného
odporu. Čím je hodnota součinitele větší, tím více tepla projde
materiálem.
m 2K
W
W
=
1
÷
=
1
⋅
=
W
m 2K
m 2K
m 2K
W
1
Běžné druhy izolačního materiálu:
EPDM (ethyl-propylen, dien-monomer), skleněná – minerální –
čedičová vata, polyethylen (mirelon), polyuretanová pěna,
polystyren
24
1) Mezi tepelně izolační vlastnosti patří Tepelný odpor a Součinitel
prostupu tepla. Stručně napiš, co nám vyjadřují.
2) Vyjmenuj alespoň 3 běžné druhy izolačního materiálů.
25
Jednotlivé technické materiály
http://www.strojirenstvi.wz.cz/stt
Základním materiálem používaným ve strojírenství jsou nejen
kovy a jejich slitiny. Materiály v každé skupině mají z části
společné, zčásti pro daný materiál specifické vlastnosti.
Železné kovy
Získávají se zpracováním minerálních rud (hornin), které jsou
v přírodě smíchané s hlušinou (hlína, písek, voda, atd.).
Do železných kovů řadíme:
1) Čisté železo - chemicky čisté není vhodné jako technický
materiál, protože je příliš měkké.
26
2) Ocel - slitina Fe+C (uhlíku je maximálně 2,14% + ostatní
legující prvky).
3) Litina - Fe+C (uhlíku je od 2,14 do 6,67% + ostatní legující
prvky).
Legury a jejich vliv na vlastnosti oceli:
Prvek
Vylepšuje vlastnost
Snižuje vlastnost
Mangan
Pevnost, tvrdost, houževnatost
Obrobitelnost
Křemík
Pevnost, tvrdost, odolnost proti
opotřebení
Tažnost, tvárnost,
svařitelnost
Nikl
Pevnost, houževnatost
Tepelnou roztažnost
Chrom
Odolnost proti teplu, korozi, opotřebení, Tepelnou roztažnost
kyselinám
Wolfram
Žáruvzdornost, tvrdost, stálost břitu,
pevnost
Délkovou roztažnost
Molybden
Citlivost proti přehřátí
Vanad
Kobalt
Tvrdost, odolnost proti teplu, korozi,
opotřebení
Rozdělení železných kovů:
1) Kujné železo – lze zpracovávat kováním, válcováním,
ohýbáním, atd. (většina druhů oceli a s určitým omezením také
temperovaná a tvárná litina)
2) Nekujné železo – nelze je zpracovávat obvyklým způsobem,
mohly by prasknout, zlomit, jinak poškodit (surové železo a šedá
litina), odlévají se a brousí.
Železo
Přehled výroby surového železa
Surové železo vyrábíme ve vysokých pecích z železných rud
působením paliva, struskotvorných přísad a vzduchu.
27
Druhy železné rudy:
magnetovec ( 40-70% železa)
krevel ( 40-65% železa)
hnědel ( 28-45% železa)
ocelek ( 44-58% železa)
chamosit (asi 35% železa)
Tuto rudu upravujeme drcením a pražením (odstraňujeme oxid
uhličitý).
Výroba surového železa ve vysoké peci
http://is.muni.cz/elportal/estud/prif/ps07/taraba/animace03.html → Animace schémat chemických výrob
Vsázka → suroviny pro vysokou pec:
• železná ruda
28
• koks (palivo)
• struskotvorné přísady, které
mají čistící účinky - vápenec
Všeobecný popis vysoké pece
Suroviny vstupují do vysoké
pece ze shora (kychta), zatímco
produkty (tavenina železa a
struska) se odpichují u dna pece
(nístěj). Pevná vsázka se
pohybuje shora dolů a přitom se
setkává se vznikajícím proudem
horkého redukčního plynu. Na
vrcholu pece se vysokopecní
plyn o zbytkové výhřevnosti
shromažďuje a odvádí k další
úpravě.
Vysokou pec lze rozdělit na 6
teplotních zón:
Kychta: V kychtě vysoké pece
dochází k zavážení vsázky a
odvádění vysokopecního plynu
Šachta: V šachtě předává horký
vysokopecní plyn své teplo pevné
vsázce. Teplota vsázky vzrůstá proti
teplotě okolí na cca 950 °C a oxidy
železa se v této zóně částečně
redukují.
Rozpor vysoké pece: Rozpor
připojuje šachtu k sedlu vysoké pece. V této části roste teplota dále
z 950 °C asi na 1250 °C. Nastává další redukce oxidů železa a začíná
reakce s koksem.
Sedlo: Reakce koksu pokračují v zóně sedla. Tvoří se tavenina železa a
strusky.
29
Výfučny: Do vysoké pece je třeba přivádět vzduch, aby v ní palivo
hořelo a vydávalo potřebný žár. V této zóně se do pece zavádí proud
horkého vzduchu pomocí řady výfučen (mezi 16 - 42). Výfučny jsou
umístěny okolo horního obvodu nístěje a jsou propojeny velkou rourou
(okružní větrovod) obtočenou okolo pece ve výšce sedla. Teplota tady
může přestoupit 2000 °C a oxidy se zcela zredukují. (Na 1 tunu vyrobeného
surového železa je třeba průměrně 3000 m3 vzduchu. Vzduch se do pece vhání buď
pístovými dmychadly, nebo turbodmychadly. Vzduch se před vpuštěním do vysoké
pece ohřívá ve zděných Cowperových ohřívačích.)
Nístěj: Nístěj shromažďuje tekuté surové železo a strusku. Okolo nístěje
jsou umístěny jeden až čtyři odpichové otvory, při čemž je jeden nebo dva
v kteroukoliv dobu v provozu.
Zjednodušená teplotní pásma:
Předehřívací pásmo: odstraňuje se zde voda a síra
Redukční pásmo: železo se zde redukuje na oxid železitý Fe2O3
Nauhličovací pásmo: oxid železitý se obohacuje o uhlík, křemík a
další prvky
Tavící pásmo: zde dochází k úplnému roztavení železné rudy,
která se zde odděluje na surové železo a strusku. Surové železo se
taví při teplotě asi 1539 °C.
Produkty vysoké pece:
• surové železo
• vysokopecní struska
• vysokopecní plyn
Surové železo
Hlavní produkt vysoké pece, vyrábíme z něj ocel nebo litinu.
Obsahuje okolo 3 – 6% uhlíku a dalších prvků (fosfor a síra
zhoršují vlastnosti). Malá část vyrobeného surového železa se
používá k výrobě odlitků.
Vysokopecní struska
Slouží k výrobě některých druhů cementů, cihel, dlažebních
kostek, umělých hnojiv nebo se vyváží na odval (násyp)
30
Vysokopecní plyn
Používá se k předehřívání vzduchu ve vysoké peci. Také jako
palivo slouží k výrobě elektrické energie v přidružených
ocelárnách, válcovnách apod.
1)
2)
3)
4)
Jakým způsobem se získávají železné kovy?
Které materiály řadíme do skupiny železných kovů?
Popiš co je to kujné a nekujné železo.
Surové železo se vyrábí z železných rud, vyjmenuj alespoň 3
druhy.
5) Vyjmenuj produkty vysoké pece.
6) Surové železo se vyrábí ve vysoké peci, na náčrtku vyjmenuj
jednotlivé části a dále se pokus vysvětli co znamenají
jednotlivá teplotní pásma (Předehřívací pásmo, Redukční
pásmo, Nauhličovací pásmo, Tavící pásmo).
Ocel
1) Podle zpracování
a) Tvářené
b) Odlitky
2) Podle složení
a) Uhlíkové – vlastnost oceli je dána především obsahem
uhlíku
b) Slitinové – Mg 0,9%, Si 0,5%, Ni 0,5%, Cr 0,3%,
W 0,2%, Co 0,2%, Mo 0,1%, V 0,1%, Ti 0,1%, Al 0,1%.
3) Podle čistoty
a) Obvyklých jakostí
b) Ušlechtilé
4) Podle použití
a) Konstrukční
31
b) Nástrojové
Přehled výroby oceli
Princip: tekuté surové železo i ocelový odpad zbavujeme pomocí
oxidací (spalováním) přebytečného množství uhlíku a jiných
prvků. Tento proces nazýváme zkujňováním.
C ....... z 4,25% → na 0,5%
Mn .... z 2,5% →
na 0,75%
Si....... z 1,4% →
na 0,4%
P ....... z 0,3% →
na 0,1%
V současné době se vyrábí ocel v:
* kyslíkových konvertorech
* elektrických pecí – obloukových nebo indukčních
* Siemens-Martinových pecích (Martinské pece)
a) Výroba oceli v kyslíkových
konvertorech
Vháníme kyslík na žhavou lázeň, čímž
dochází ke spalování uhlíku a tím ke
snižování jeho procentuálního obsahu.
Vsázku tvoří surové železo a ocelový
odpad. Objem KK bývá od 30 do 300 tun
vsázky.
b) Výroba oceli v elektrických
pecích
1) Obloukové pece
Elektrický proud z transformátoru
přichází do dvou svislých elektrod,
mezi elektrodou a vsázkou se uzavírá
elektrický oblouk. Náklady jsou
32
vyšší, vyrovnají se však vyšší jakosti oceli.
2) Indukční pece
Dělíme na vysokofrekvenční a
nízkofrekvenční. Pec je tvořena indukční
cívkou. Cívka je nejčastěji z měděných
trubek, kterými protéká chladicí
kapalina. Uvnitř cívky je kelímek, ve
kterém je roztavený kov. Výhodou těchto
pecí je vysoká rychlost tavení, používá se především pro
vysocelegované oceli.
c) Martinské pece
Kapacita pece je okolo 1000
tun, zkujňovací pochod
probíhá kolem 10 hodin při
teplotě 1700 °C. Výhodou je,
že tavenina je chráněna
struskou a do oceli nemůže
vnikat dusík ze vzduchu.
Odlévání oceli
Ocel odléváme:
a) do kovových forem – kokily, v níž tuhne na ingoty
b) do pískových, hliněných nebo žárovzdorných forem
c) kontinuální lití
33
Další zpracování oceli
Základem dalšího zpracování oceli je tváření.
Tváření
– Je mechanické zpracování
kovů, kde se působení vnějších
sil mění tvar předmětu, aniž se
poruší materiál.
Způsoby tváření:
1. Volné kování
2. Zápustkové kování
3. Válcování
4. Tažení tyčí a drátu
5. Protlačování
6. Tažení plechu
Základní zákon tváření
34
Zákon stejných objemů – objem polotvaru před tvářením se rovná
objemu po tváření.
Hutní polotovary
1. Tyče různých profilů
2. Plechy
3. Pásoviny
4. Trubky
5. Dráty
Rozdělení ocelí
Číselné značení ocelí
Oceli na technických výkresech označujeme číselnými značkami.
V současné době se přechází na evropské normy.
35
Oceli třídy 10
Konstrukční ocel obvyklých jakostí.
Zaručují se jen mechanické a technologické vlastnosti – pro
součásti podružného významu – stavebnictví – armatury do betonu
apod.
Oceli třídy 11
Konstrukční ocel obvyklých jakostí.
Nejměkčí oceli se používají jako hlubokotažné plechy, pásy pruhy,
jsou vhodné k obrábění, zaručují dobrou svařitelnost.
Nejpoužívanější hutní polotovary.
Oceli třídy 12 až 16
36
12 – ušlechtilé oceli uhlíkové se používají tam, kde jsou větší
požadavky na jakost oceli, než může splnit ocel třídy 11.
Ušlechtilá, se používá zejména ve stavu tepelně zpracovaném,
např. jako ocel zušlechťovaná, cementovaná nebo povrchově
kalená.
Ušlechtilé slitinové oceli mají vyšší pevnost, proto se používají při
vyšších namáhání
13 – ušlechtilé oceli slitinové, legované Mn, Si, - lze je
zušlechťovat, oceli pružinové, dynamové či transformátorové
plechy
14 – ušlechtilé oceli slitinové, legované Cr, Mn, Si, Al – velmi
používané slitinové oceli, kuličková ložiska, pružiny motorových a
kolejových vozidel
15 – ušlechtilé oceli slitinové, legované Cr, Mo, V, W, Mn, Si –
vysokotlaké kotle a trubky, součásti parních turbín, jsou žáropevné
16 – ušlechtilé oceli slitinové, legované Ni, Cr, W, V, Cr, Mo –
nejjakostnější oceli na vysoce namáhané strojní součásti –
houževnaté jádro
17 – ušlechtilé oceli slitinové, vysokolegované Cr, Mo, Ni, Mn,
V, W – oceli korozivzdorné, žárovzdorné a žáropevné
Oceli třídy 19
Nástrojové oceli uhlíkové - nelegované
Po zakalení mají velkou tvrdost, tu si však udržují, jen při
teplotách do 200 °C používáme jen pro ruční nástroje a nářadí,
nůžky, kleště, pilníky.
37
Nástrojové oceli slitinové
Tvrdost si udržují, do teplot kolem 250 °C. Používáme pro ruční
nářadí a nástroje pro obrábění nižšími řeznými rychlostmi
závitníky, výstružníky apod.
Nástrojové oceli rychlořezné
Tvrdost, si udržují do teplot kolem 560 °C. Vyrábíme z ní, nástroje
pro obrábění vyššími řeznými rychlostmi vrtáky, soustružnické
nože, frézy apod.
Oceli na odlitky
Uhlíkové oceli na odlitky
Vyrábějí se z obdobných typů ocelí jako výkovky
nebo tvářené polotovary. Jejich pevnost bývá asi
300 až 700 MPa.
Slitinové oceli na odlitky
Uplatňují se především tam, kde je třeba vytvořit složité tvary.
Technologie odlévání klade zvláštní požadavky na vlastnosti kovu,
kov musí dobře zaplňovat formu
Význam doplňkových číslic:
0 tepelně nezpracováno
1 normalizačně žíháno
2 žíháno s uvedením způsobu
3 žíhání na měkko
4 kaleno nebo kaleno a popouštěno
5 normalizačně žíháno a popouštěno
6 zušlechtěno na dolní pevnost
7 zušlechtěno na střední pevnost
8 zušlechtěno na horní pevnost
9 stavy, jež nelze označit 0 až 8
38
Přehled nového označení ocelí a odpovídajících
dřívějších označení
Označení
podle
EN 100252:2004
S185
Podle
EN 10025:1990+
A1:1993 )
1.0035 S185
S235JR
Německo
Podle
podle
EN 10025:
DIN
1990
17100
Francie
podle
NF A 35501
Spojené
království
podle
BS 4360
Itálie
podle
UNI
7070
Švédsko
podle
Česko
SS 14
podle
následuje
ČSN
číslo
oceli
13 00-00
1.0035 Fe 310-0
St 33
A 33
Fe 320
1.0037 Fe 360 B
St 37-2
E 24-2
Fe 360 B 13 11-00
S235JRG1 1.0036
Fe 360
BFU
Fe 360
BFN
1.0114 Fe 360 C
10 000
10 004
USt 37-2
S235JR 1.0038 S235JRG2 1.0038
RSt 37-2
40 B
S235J0
St 37-3 U E 24-3
40 C
Fe 360 C
S235J2G3 1.0116 Fe 360 D1 St 37-3 N E 24-4
40 D
Fe 360 D
S235J2 1.0117 S235J2G4 1.0117 Fe 360 D2
1.0044 Fe 430 B St 44-2
E 28-2
S275JR 1.0044 S275JR
S275J2G3 1.0144 Fe 430 D1 St 44-3 N E 28-4
43 B
Fe 430 B 14 12-00 11 443
43 D
Fe 430 D 14 14-00
S275J2
1.0114 S235J0
1.0145 S275J2G4 1.0145 Fe 430 D2
11 378
14 14-01 11 448
E 36-2
1.0045 Fe 510 B
S355JR 1.0045 S355JR
1.0553 Fe 510 C St 52-3 U E 36-3
S355J0 1.0553 S355J0
S355J2G3 1.0570 Fe 510 D1 St 52-3 N
S355J2
13 12-00 11 375
50 B
50 C
Fe 510 B
Fe 510 C
50 D
Fe 510 D
11 523
1.0577 S355J2G4 1.0577 Fe 510 D2
S355K2G3 1.0595
Fe 510
DD1
S355K2 1.0596 S355K2G4 1.0596
Fe 510
DD2
11 503
E 36-4
50 DD
S450J0
1.0590
E295
1.0050 E295
1.0050 Fe 490-2
St 50-2
A 50-2
Fe 490
15 50-00
11 500
15 50-01
E335
1.0060 E335
1.0060 Fe 590-2
St 60-2
A 60-2
Fe 590
16 50-00
11 600
16 50-01
E360
1.0070 E360
1.0070 Fe 690-2
St 70-2
A 70-2
Fe 690
16 55-00
11 700
16 55-01
55 C
1)
2)
3)
4)
Popiš co, znamená slovo zkujňování.
Vyjmenuj 4 kritéria, podle kterých můžeme rozdělovat ocel.
Vyjmenuj zařízení, ve kterých se může vyrábět ocel.
Ocel se odlévá a tuhne jako tzv. ingot. Dále se zpracovává ocel
tvářením. Vyjmenuj 6 způsobů tváření.
5) Vyjmenuj 5 hutních polotovarů.
39
Litina
Vyrábí se ze surového železa a
odpadových surovin převážně
v kuplovnách nebo v elektrických
pecích. Taví se při teplotě nižší než
ocel, zhruba při teplotě 1200°C.
Litina - slitina Fe+C (2,14% až 4%)
+Si, Mn, P.
Rozdělení litiny:
a) Šedá
b) Tvárná
c) Bílá
d) Temperovaná
Šedá litina
Šedá litina je nejčastěji používaným
konstrukčním materiálem k odlévání nosných
částí strojů. Kvůli lupínkovému grafitu má
omezenou pevnost a její houževnatost je
velmi malá.
Číselné značení:
Označování litin stejně jako ocelí podléhá normalizaci, v ČR se
nejvíce používá norma ČSN
Litina se značí 42 xx yy
42 je třída norem hutnictví
xx - skupina materiálů:
23 - tvárná litina (litina s kuličkovým grafitem)
24 - šedá litina (litina s lupínkovým grafitem)
40
25 - temperovaná litina (litina s grafitem o tvaru nepravidelných
zrn)
26 – ocelolitina (části čerpadel, strojů, turbín, armatur, ozubená
kola, skříně motorů atd.)
yy - číslo vynásobené 10-ti, udává pevnost v tahu [MPa].
Použití:
Kanalizační potrubí, armatury, článková otopná tělesa (radiátory),
konzoly, kryty strojů.
Tvárná litina
Značení 42 23xx
Je to litina očkovaná hořčíkem, slitinami
hořčíku a ferosiliciem. Grafit je na rozdíl od
šedé litiny zrnitý, což se projevuje výrazným
zlepšením mechanických vlastností a tím
stoupne pevnost až na 900 [MPa]. Je vhodná
pro součásti namáhané dynamicky nebo
otěrem.
Použití:
Ozubená kola, klikové hřídele, ložiskové skříně.
Bílá litina
Chemické složení u bílé litiny je podobné jako u šedé litiny,
vzniká při rychlém ochlazování.
Je velmi tvrdá, křehká, obrobitelná pouze broušením.
Použití:
Jako základní surovina pro výrobu temperované litiny
(Temperování je vlastně dlouhotrvající žíhání odlitků z bílé litiny).
Temperovaná litina
Je to houževnatý a dobře obrobitelný materiál,
který se vyrábí tepelným zpracováním –
41
temperováním bílé litiny. Při temperování nastává rozklad
cementitu.
Použití:
Fitinky, skříně strojů, brzdové bubny.
1) Jaký je rozdíl mezi litinou a ocelí?
2) Jakým způsobem se vyrábí litina?
3) Vyjmenuj, do jakých skupin dělíme litinu.
4) Proč se litina nedá ohýbat?
5) Vyjmenuj alespoň 3 výrobky z litiny.
Neželezné kovy
Získávají se ze sirníkových rud, které se dále upravují:
a) Pyrometalurgií – suchá žárová cesta, zbavení síry, kyslíku a
vody.
b) Hydrometalurgií – mokrá cesta, rozdrcení rudy až na prach a
loužení v kyselinách se získá čistý kov.
c) Elektrometalurgií – kovy se získávají elektrolýzou taveniny.
Rozdělení:
1. Podle hustoty
a) Lehké kovy: ρ < 5000 kg /m3 - Al, Mg, Ti (hliník, mangan,
titan)
b) Těžké kovy: ρ > 5000 kg /m3 - Cu, Zn, W, Cr, Pb atd. (měď,
zinek, wolfram, chrom, olovo)
2. Podle teploty tání
a) Nízkotavitelné - Sn, Zn, Pb (cín, zinek, olovo)
b) Vysokotavitelné - W, Mo, Ni (wolfram, molybden, nikl)
3. Drahé kovy - Au, Ag, Pt (zlato, stříbro, platina)
42
4. Zvláštní kovy
a) Radioaktivní - U, Pu, Ra (uran, plutonium, radium)
b) Polovodiče - Ge, Si (germanium, křemík)
Hliník - Al
Vlastnosti:
- stříbřitě bílý kov s našedlým nádechem:
- hustota = 2700 kg/m3
- bod tání = 660°C
- elektrická vodivost menší, něž u mědi
- tepelně vodivý, nemagnetický
- dobře se tváří za tepla i za studena, svařitelný
- špatně slévatelný, vhodný na odlitky pro tlakové lití
- špatně obrobitelný, protože se tzv. maže
- odolný proti korozi
- vyrábí se z bauxitu
Použití:
- instalatérství – článková otopná tělesa, hliníková fólie
v plastové trubce, izolační fólie
43
- v elektrotechnice na vodiče (1,3x větší Ø a o ½ menší
hmotnost než u mědi)
- stavebnictví – střešní krytiny
- dále na skříně leteckých a vznětových motorů apod.
Slitiny hliníku:
dural (Al+Cu+Mg)
siluminium (Al+Si+Cu)
Měď-Cu
Vlastnosti:
- červený kov
- velmi dobře tvárná za tepla i studena
- velmi dobře se pájí a svařuje
- dobrá elektrická a tepelná vodivost
- odolná proti korozi
- obtížně se slévá, špatně vyplňuje formy
- špatně obrobitelná, protože se tzv. maže
Použití:
- instalatérství – trubky a tvarovky
- v elektrotechnice jako vodiče
- ve stavebnictví
- v potravinářském průmyslu – odolává organickým kyselinám,
dnes je nahrazována nerez ocelí.
Slitiny
bronz = slitina Cu a různého kovu (Sn, Pb, Al, Ni, Mn cínové,olověné, hliníkové, niklové, manganové)
Cínový bronz – na ložisková pouzdra, oběžná kola čerpadel,
šroubová kola, různé armatury.
Olověný bronz – na kluzná ložiska
44
Hliníkový bronz –armatury pro přehřátou páru, výfukové ventily
motorů, vysoce namáhané součásti
Niklový bronz – v elektrotechnice (odpory, kondenzátory)
mosaz = slitiny Cu+Zn.
Dá se dobře svařovat a pájet, je levnější než bronz, lépe se
opracovává (k tváření a slévárenství), v praxi je více rozšířena než
bronz. Speciální skupinou jsou mosazi niklové, cínové a hliníkové.
Použití mosazi: instalatérství – armatury, vodovodní baterie,
tyčinky pro tvrdé pájení mědi, dále ve strojírenském průmyslu jako
chladiče do automobilů,, šrouby, spojovací díly, součásti čerpadel
atd., v elektrotechnice jako objímky žárovek, části vypínačů atd..
Cín - Sn
Vlastnosti:
- lesklý býlí kov
- dobře tvárný za tepla i studena
- dobře se slévá a pájí, nesvařuje se
- odolný proti korozi
Získává se redukcí z cínových rud
Použití:
- k pozinkování kovů, do slitin. Za studena ho lze válcovat na
fólie zvané staniol, k výrobě slitin (bronzy, pájky)
Olovo - Pb
Vlastnosti:
- modro šedý kov
- měkký, dobře se odlévá
- dobře tvárný za tepla i studena
45
- páry a sloučeniny jsou jedovaté
- velmi dobře zachycuje rentgenové záření
- velmi dobrá svařitelnost a pájitelnost
- velmi dobrá odolnost proti korozi
Získává se olověné rudy rudy (galenit). Olovo se získává pražením
a žárovou redukcí.
Použití:
- v chemickém průmyslu ke konstrukci komor potřebných
k výrobě kyseliny sírové
- v automobilových akumulátorech
- jako protizávaží, setrvačníky, pro výrobu střeliva
- ochranné štíty proti radioaktivnímu záření
- k výrobě slitin (pájky, bronzy)
Nikl - Ni
Vlastnosti:
- pevnost = 300 – 500 MPa
- dobrá tvárnost za i za studena
- dobrá slévatelnost a svařitelnost
- velmi dobrá odolnost proti korozi
- je magnetický do teploty 356°C
Použití:
- převážná část světové produkce se spotřebuje do slitinových
ocelí jako legující prvek
- v elektrotechnice, potravinářství, lékařské nástroje
- v alkalických akumulátorech
Zinek - Zn
- pevnost = 150 - 300 MPa
46
- tvrdost HB = 31
- tvárnost za tepla = dobrá
- tvárnost za studena = dobrá
- slévatelnost = velmi dobrá
- svařitelnost = nesvařuje se
- pájitelnost = velmi dobrá
- odolnost proti korozi = dobrá
Vyskytuje se nejčastěji v sulfidech a uhličitanech
Použití: K pozinkování kovů, do slitin.
Hořčík-Mg
Fyzikální vlastnosti:
Slitiny
- elektron = ( Al+Zn+Mg )
Vyrábí se elektrolýzou při 700 až 750 °C,
pevnost litého hořčíku je 100 a tvářeného
200 MPa. Má menší odolnost proti
povětrnostním vlivům než hliník. Při
obrábění hoří, chladí se stlačeným
vzduchem.
Použití: disky na auto.
Titan-Ti
Fyzikální vlastnosti:
Slitiny
α plechy, lopatky parních turbín
α + β pevnost větší než u α
β chemický a farmaceutický průmysl
47
Tvárnost titanu za studena je dobrá, v ochranné atmosféře jej lze
svařovat, obrobitelnost špatná, odolnost proti korozi dobrá
Použití: na stavbu letounů, motorů, rámy kol, nádobí (hrnce,
pánve)
Kompozity
Jsou to slitiny určené k vylévání pánví kluzných
ložisek strojů, pracujících při velkých rychlostech
a menších tlacích. Jedná se o kompozice cínové a
olověné.
Pájky
Pájka je kov, slitina kovů, tající při nízké teplotě, určená k
pevnému spojování materiálů z jiných kovů. Spojování pomocí
pájky se nazývá pájení.
měkké pájky – teplota tavení do 450°C slitiny Pb+Sn
tvrdé pájky - teplota tavení nad 450°C slitiny Cu, Ag, Zn, Ni, Al
Další důležité kovy
Kobalt - Co
Slitiny
stelit (real) – (C + Co + Cr + W + Fe) – tvrdá slitina, odolná proti
opotřebení a korozi i za vysokých teplot
Použití: Je důležitou přísadou do žáropevných a žárovzdorných
slitin. Zejména slitiny jsou vhodné pro tryskové a letecké motory.
Wolfram – W
- pevnost = 1100 MPa
48
- tvrdost HB = 200
- dobrá tvárnost za tepla, omezená tvárnost za studena
- neodlévá se, obtížná svařitelnost a pájitelnost
- dobrá odolnost proti korozi
Zpracovává se obtížně, je drahý.
Použití: Legující prvek do slitin. U nástrojových ocelí je důležitou
karbidotvornou přísadou.
Další oblast použití je prášková metalurgie.
Molybden - Mo
- pevnost = 700 MPa
- tvrdost HB = 150
- dobrá tvárnost za tepla i za studena
- neodlévá se , obtížně svařitelný
- dobrá pájitelnost
- dobrá odolnost proti korozi
Je základem důležitých žáropevných slitin.
Použití: Legující prvek do slitin především u nástrojových ocelí.
Další oblast použití je spolu s wolframem prášková metalurgie.
Antimon – Sb
Podobá se zinku, je však tvrdý a velmi křehký, bod tání – 630°C,
používá se ho jako přísady do slitin olova kompozic.
Vizmut - Bi
Má bílou barvu a je křehký, je měkký a křehký, bod tání je 271°C,
používá se jako přísada nízkotavitelných slitin a pájek.
Berylium - Be
Má hustotu 1820 kg/m3, přitom vysokou
teplotu tání 1315°C. Rovněž mechanické
a chemické vlastnosti jsou vynikající,
elektrická a tepelná vodivost velmi dobrá.
49
Používá se při stavbě raket a letadel, je však vzácné a velmi drahé.
Kadmium - Cd
Podobá se zinku, je bílé a měkké, bod tání 321°C. Je součástí
snadno tavitelných slitin a pájek i pájek stříbrných. využívá se
v jaderné energetice.
Chrom - Cr
Bílý lesklý kov, hustota 7140 kg/m3, bod tání 1910°C, mimořádná
odolnost proti korozi, přísady do slitin, pokovování.
Vanad – V
Velmi podobný chromu, používá se jako přísad do slitin (váže
nečistoty).
Mangan - Mn
Bod tání 1245°C, jako legující přísada zlepšuje především
mechanické vlastnosti.
1)
Neželezné kovy se získávají ze sirníkových rud, které se dále
upravují. Napiš, o které 3 způsoby úpravy se jedná?
2)
Neželezné kovy rozdělujeme do 4 skupin. Napiš, o jaké
skupiny se jedná a stručně popiš jednotlivé skupiny.
3)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má hliník (Al).
4)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má měď (Cu).
5)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má cín (Sn).
6)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má olovo (Pb).
7)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má nikl (Al).
8)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má zinek (Zn).
9)
Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má hořčík (Mg).
50
10) Napiš 3 vlastností a 3 druhy použití, které má titan (Ti).
11) Co je to bronz, vyjmenuj 3 druhy bronzu.
12) Co je to mosaz, napiš 3 způsoby použití.
13) Co jsou to kompozity?
14) K čemu se používá pájka a jaké druhy pájek znáš?
15) Vyjmenuj alespoň 5 z 10-ti dalších druhů neželezných kovů.
Prášková metalurgie
Také se nazývá výroba slinutých karbidů – výroba kovových
prášků. Z nich se dále vyrábějí ložiska, filtry, pístní kroužky,
břitové destičky řezných nástrojů, vlákna žárovek, další tepelně
namáhané součástky, součásti tvářecích nástrojů.
Výrobní postup se skládá z několika etap:
- výroba prášků (Cr, Ni, Si, Cu, Sn, ocel, atd.)
- úprava prášků
- lisování prášků
- spékání čili slinování výlisků z prášků
- konečná úprava výrobků.
Prášky z kovů se smíchají v potřebném poměru, směs se nasype do
lisovacího stroje a slisuje na požadovaný tvar. Slisovaný polotovar
se ohřeje na teplotu několik set °C a probíhá jeho spékaní
(slinování), dochází ke změně krystalové mřížky
Výroba prášků
Prášky je možno vyrábět způsoby:
- fyzikálními - drcením a mletím, které se užívají zejména u Cu,
Fe, Al, Cr, Mn
- rozprašováním tekutého kovu vzduchem nebo
vodou, které se užívá zejména u Pb, Zn, Sn, Al, Fe
- kondenzací par, která se užívá zejména u Zn, Cd
51
- chemickými, založenými na redukci rud, které se užívají
zejména u Cu, Ag, Fe, Ni, Co, W, Mo, Ti.
VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE
Kluzné materiály:
- nízký koeficient tření, vysoká odolnost vůči opotřebení, dobrý
záběh, dynamická a statická pevnost, velká tepelná vodivost,
nízká tepelná roztažnost
- „Samomazná ložiska“ 15 – 30 % pórů (2/3 otevřených) se
nasytí olejem
- Teflonová ložiska
- Pístní kroužky
Filtry a porézní materiál
- Elektrody NI-Cd akumulátorů
- Části pro kostní transplantace
Nástrojové materiály
- Slinuté karbidy
- Keramické řezné nástroje – ze slinutého Al2O3 , + Cr2O3,
MgO,SiO2 ,TiO2 , nízká houževnatost (20% rychlořezné oceli)
⇒ nevhodné pro přerušované řezy, 78 – 80HRC, vysoká
teplotní odolnost
- Brusné materiály – důraz na pojivo (polymerní, keramická,
grafitická, gumová, kovová)
- Supertvrdé materiály – umělý diamant, syntetický karbid
boru, 8000-9000 HV, vysoká odolnost vůči opotřebení
Elektrokontaktní materiály
- Odolnost vůči korozi elektrickým obloukem, vysoká
elektrická a tepelná vodivost
- Kompozitní materiály na bázi wolframu + Ag, Cu, Ni, Cd
Magnetické materiály
52
- Magneticky měkké (čisté železo) a tvrdé (Fe-Al-Ni-Co)
materiály
- Ferity – vyrobené z oxidů kovů + Zn, Mn ,…
Vlákna
- Vedou proud při vysokých teplotách, kovy o vysoké teplotě
tavení (wolfram, molybden)
Uhlíkové materiály
- Grafit - v metalurgii, slévárenství, v chemickém průmyslu –
žáruvzdornost, odolnost vůči kapalným kovům, struskám a
chemickým látkám
- Na 1 tunu hliníku se při výrobě spotřebuje 500 kg uhlíkových
elektrod
- Tepelná vodivost 5x větší než Cu
- Svařovací elektrody, ložiska, těsnění, uhlíky pro obloukové
lampy, kartáčky a kluzné kontakty
Nekovové materiály
Mezi nekovové materiály nejčastěji používané v technické praxi
patří:
- Plasty
- Pryž
- Technické textilie a kůže
- Dřevo
- Sklo a technická keramika
Plasty
Plasty jsou organické sloučeniny složené z obřích molekul tzv.
makromolekul, které obsahují tisíce atomů, především uhlíku [C]
a vodíku [H], k nimž přistupují atomy dalších prvků např.
chloru [Cl], fluoru [F], kyslíku [O], dusíku [N] aj.
Vlastnosti plastů: hustota 900 až 2200 [kg/m3], tepelně odolávají
90°C u termoplastů a 120°C u reaktoplastů, tepelná vodivost až
53
200 x menší než u oceli. Výborná odolnost proti korozi, dobré
izolační vlastnosti, dají se snadno tvářet.
Součástí plastů jsou plniva, změkčovadla, barviva, stabilizátory,
nadouvadla a maziva.
Výroba plastů: z přírodních látek nebo synteticky (uměle)
Plasty obvykle rozdělujeme do 3 skupin:
1. Termoplasty
2. Reaktoplasty (dříve termosety)
3. Elastomery
Termoplasty
PE - polyetylén, PP - polypropylen, PB - polybutylen, PVC polyvinylchlorid, ABS – akrylonitril butadien styren, PA polyamid, PFTE - teflon, PVDF – polyvinylidenfluorid, PS –
polystyrén (pěnový polystyrén)
Působením teploty změknou a dají se tvarovat. Po ochlazení
ztuhnou do nového tvaru. Tento proces lze opakovat bez zásadní
změny fyzikálních, chemických či mechanických vlastností.
Termoplasty jsou nejrozšířenější.
Reaktoplasty (dříve Termosety)
PE-X – síťovaný polyetylén, GRP – polyesterová pryskyřice
Jejich vnitřní struktura má velmi silné vazby. Nelze je teplem
tvářet ani svařovat, spojují se mechanicky.
Eleastomery
PUR- polyuretan, silikon
Mají slabší vazby mezi molekulami. Při mechanickém namáhání
mění svůj tvar. Po odstranění zatěžující síly se vrací do původního
tvaru. Nelze je teplem tvářet ani svařovat.
Výroba plastů:
54
Výchozím materiálem pro výrobu plastů je ropa, zemní plyn nebo
uhlí. Z nich se získávají uhlovodíky, které se dále zpracovávají na
jednotlivé druhy plastů.
Pro vlastní výrobu se používají 3 druhy chemických procesů:
1. Polymerace
2. Polykondenzace
3. Polyadice
Zpracováním uhlovodíků vzniká polotovar ve tvaru granulí nebo
kuliček o ∅ 2-6 [mm]. Z nich se pak lisováním, válcováním,
vstřikováním, vytlačováním, foukáním nebo vakuovým
tvarováním vyrábějí předměty denního používání.
Základními prvky v plastech jsou uhlík, vodík a dále např. chlor,
fluor, kyslík, dusík.
Vlastnosti plastů:
- Hustota je s porovnáním s ostatními technickými materiály
několikanásobně nižší – 800 až 2200 [kg/m3]
- Tloušťka stěny s porovnáním s ocelovým potrubím je asi 2x
menší.
- Teplotní odolnost je hranice, kdy plast měkne bez změny
struktury a začíná se tavit. 90°C až 120°C.
- Tepelná roztažnost je asi 10x větší než u oceli. Vícevrstvé
plastové trubky pak asi jen 3x větší.
- Tepelná vodivost je 100 až 200x menší než u oceli.
- Hořlavost je u plastů různá (PVC je např. samozhášivý).
- Odolnost proti mechanickému poškození (vrubová
houževnatost) je s porovnáním s ocelí malá.
- Chemická odolnost je velmi dobrá, plasty nekorodují.
- Plasty se velmi snadno řežou, tvarují a opracovávají.
Výhody plastů:
- Dlouhodobá životnost (50 let)
- Hygienická nezávadnost
55
- Hladký povrch stěn potrubí znamená vyšší rychlost proudění a
nižší tlakové ztráty
- Potrubí nezarůstá (neusazují se minerály)
- Plastové trubky lze snadno ohýbat – tvarovat
- Potrubí nekoroduje, neprovádí se antikorozní nátěr
- Malá hmotnost usnadňuje manipulaci
- Plast je měkký materiál, snadno se opracovává
- Levnější výroba i náklady při dalším zpracování
- Nepropustnost stěny potrubí
- Odolnost proti běžným chemikáliím
- Možnost recyklace
Nevýhody plastů:
- Malá pevnost v tahu
- Malá tepelná odolnost
- Velká teplotní roztažnost – nutnost použití kompenzátorů
- Nutnost dodržování provozních parametrů dopravované látky
v potrubí (teplota a tlak)
1) Plasty se rozdělují do 3 základních skupin. Napiš, jak se
jednotlivé skupiny nazývají a stručně je popiš.
2) Z jakých atomů se skládají plasty (makromolekulární látky).
3) Popiš stručně v několika bodech výrobu plastů.
4) Napiš alespoň 5 výhod použití plastů v instalatérství.
5) Napiš alespoň 3 nevýhody použití plastů v instalatérství.
Spojování plastů:
Plasty lze spojovat různými způsoby. Některé druhy plastů je
možno spojovat jen jedním způsobem, jiné druhy plastů i několika
způsoby. To je dáno uspořádáním vnitřní struktury plastu.
56
Základné rozdělení spojování plastů:
1. Rozebíratelné spoje
2. Nerozebíratelné spoje
Rozebíratelné spoje – pomocí hrdla, závitu, příruby,
mechanických spojek (PEX, PP, PVC)
Nerozebíratelné spoje – lepením (PVC), svařováním při teplotě
vzduchu nad 5°C (PE, PP, PVC), lisováním
Svařování – na tupo, polyfuzí, elektrotvarovkou, horkým
plamenem (vzduchem) a přídavným materiálem
Na tupo: Technologie je založena na ohřevu čel desek nebo profilů
na topném tělese (pravítku, zrcadle) a jejich následné spojení
použitím tlaku v čase. Přídavný materiál se při svařování touto
metodou nepoužívá.
57
Polyfuzí: Technologie je založena na ohřevu trubky a tvarovky na
tvarovém polyfúzním nástavci a zasunutí trubky do kónického
hrdla tvarovky pod tlakem.
Elektrotvarovkou: Technologie je založena na ohřevu a natavení
materiálu pomocí elektrického proudu. Přídavný materiál se při
svařování touto metodou nepoužívá.
Horkým plamenem (vzduchem) a přídavným materiálem:
Patří k nejjednoduššímu způsobu
svařování termoplastických materiálů. Svařování se provádí
pomocí přídavného materiálu (svařovacího drátu). Výhodou
horkovzdušných přístrojů je nízká finanční investice a
jednoduchost svařování.
58
Průměry plastových potrubí:
Základní řada velikosti průměrů (vnější průměr d), které používají
instalatéři je 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 [mm].
Pro vnitřní rozvody se používají
nejčastěji průměry 16 – 63 [mm], pro
venkovní rozvody od 75 [mm] a výše.
Pro kanalizační potrubí v budovách se
používají trubky o průměrech 40 – 150
[mm], u venkovních pak až 600 [mm].
Nesmí se zaměňovat: vnitřní průměr je
označován v instalatérské praxi
písmenem D a vnější průměr označován písmenem d.
(U plastového potrubí se udává vnější rozměr a značí se buď
malým ,,d" se spodním indexem ,,n" a nebo ,,dn". U ocelového
potrubí se udává vnitřní rozměr a značí se ,,D" nebo ,,DN".Proto
např. potrubí z PE materiálu v dn32 odpovídá oceli DN25.)
Tlakové řady:
Plastová potrubí jsou vyráběna v různých tlakových řadách.
Potrubí má při stejném vnějším průměru, různou tloušťku stěny,
přičemž větší tloušťka stěny znamená vyšší provozní tlak, vyšší
provozní teplota nebo zvýšení životnosti potrubí.
Plastová potrubí jsou vyráběna v tlakových řadách PN 2,5 / 4 / 6 /
10 / 16 / 20 / 25. Se vzrůstající tlakovou řadou roste tloušťka stěny
při stejné dimenzi potrubí. Vzhledem k tomu, že české vodárenské
systémy jsou dimenzovány na tlak 10 bar (= 1,0 MPa), je třeba
zvolit materiál, který odpovídá tomuto požadavku, to znamená
minimálně tlakovou řadu PN 10 pro studenou vodu. Pokud bude v
potrubí dopravováno médium o vyšší teplotě, je třeba pro stejný
tlak a stejnou životnost zvolit vyšší tlakovou řadu. Závislosti jsou
uvedeny v tabulkách jednotlivých materiálů, které jsou dodávány
výrobci.
59
Skladování potrubí:
Plastová potrubí by se měla skladovat v krytých skladech nebo
přístřešcích, aby se chránilo před mechanickým poškozením,
působení slunečního záření apod.
Při skladování dodržujeme tyto zásady:
- Ve stejném skladu nesmí být uskladněny rozpouštědla a další
chemické látky.
- Teplota ve skladu by měla být v rozsahu 5 – 40°C.
- Trubky musí být podepřeny tak, aby nedošlo k trvalé deformaci
prohnutím.
- Trubky se skladují roztříděné podle druhu materiálu, průměru a
tlakové řady.
- Vzdálenost od zdroje tepla je nejméně 1 [m].
- Minimální výška skladování od země je 10 [cm].
- Při manipulace nesmí dojít k mechanickému poškození obalu.
- Trubky se musí chránit před pádem, nárazy a poškozením od
ostrých předmětů.
- Všechny skladované a přepravované trubky musí mít oba konce
opatřeny zátkami
Životnost plastových
potrubí:
Rozhodujícími faktory jsou
TLAK a TEPLOTA
dopravované látky. Výrobci
uvádějí životnost nejčastěji
50 let za splnění určitých
podmínek. Např.
Polypropylen (PP-R) při
tlaku 2 MPa a teplotě při
35°C, nebo při teplotě 80 °C,
ale tlaku pouze 0,7 MPa.
60
Při určení životnosti se vychází z experimentálně stanovených
křivek, tzv. izoterm, viz obr.
Plasty pro instalatéry:
V instalatérské praxi se používají nejvíce termoplasty a
reaktoplasty.
Plastové trubky se vyrábějí na tzv. vtlačovacích linkách. Hlavní
část linky se nazývá extrudér. Od toho, také název výrobního
procesu jako extruze → vytlačování probíhá tak, že za pomocí
teploty a tlaku je původní materiál (např. plastový granulát)
roztaven, za pomocí šneku a matrice je vytlačen (extrudován) do
výsledného tvaru a v chladící vaně je ochlazen, poté osušen a
nařezán na požadovanou délku.
Výroba probíhá nepřetržitě – kontinuálně. Plastové tvarovky
(kolena, odbočky, T kusy, spojky, atd.) se vyrábějí vstřikováním
plastového materiálu do formy, která má tvar požadované
tvarovky. Trubky se dodávají jako rovné kusy 4-8 [m] nebo
stočené v rolích 50 [m]. Při potřebě dobré izolace se vyrábějí
předizolované potrubí, tzv. trubka v trubce.
61
Polyetylen - PE
Podle chemického složení a výrobního zpracování se rozlišuje
několik druhů.
Nízkohustotný – LDPE, má dobrou houževnatost, odolává teplotě
až 60°C. Používají se hlavně pro rozvody vodovodů a domovních
kanalizací spojuje se hlavně svařováním.
Středněhustotný – MDPE, v současnosti se nahrazuje
vysokohustotným polyetylénem.
Vysokohustotný – HDPE nebo IPE, má dobrou pevnost v tahu,
odolává chemikáliím a teplotě až do 80 °C.
Síťovaný – PEX nebo VPE, vyrábí se dalším zpracováním
z HDPE, má velmi dobré mechanické vlastnosti, nedá se svařovat,
spojuje se mechanickými spojkami.
62
(Pojmem síťovaný se myslí způsob úpravy při výrobě, ne síť
v trubce jako je tomu u zahradní hadice.)
Používá se pro rozvody teplé vody, pitné vody, topení a
podlahového vytápění. Trubky jsou velmi ohebné a dají se
spojovat pouze nalisováním.
Polypropylen – PP
V instalatérství se používá několik druhů polypropylenů.
V závislosti na dlouhodobém působení teploty se rozdělují na:
PP1 (PP-H) teplota do 40°C
PP2 (PP-B) teplota do 75°C
PP3 (PP-R) teplota do 100°C
V současné době se PP1 již nevyrábějí a postupně jsou rozvody
vyměňovány za jiné např. za PP3.
63
Polybutylen – PB
Patří k nejmladším plastovým materiálům. Je dobře ohebný, má
velkou pevnost a teplotní odolnost do 100°C.
Používá se pro rozvody pitné vody teplé vody a topení. Spojuje, se
hlavně svařováním a závitovými spoji. V současnosti se využívá
také na podlahové teplovodní vytápění.
Polyvinylchlorid – PVC (novodur)
Rozlišujeme dva druhy:
a) neměkčený (tvrdý), označuje se PVC-U nebo jen PVC. Je asi
nejstarší plast používaný původně na vnitřní rozvody
kanalizace. Je výrobně nejjednodušší a také nejlevnější.
b) chlorovaný (měkčený), označuje se PVC-C nebo C-PVC.
Odolává teplotám až 100°C. Má lepší vlastnosti, ale je dražší.
64
Spojování se provádí lepením.
Akrylonitril-butadien-styren – ABS
Je relativně nový, mimořádně pevný a houževnatý plast s vysokou
odolností proti tlakovým rázům i za nízkých teplot, proti šíření
trhlin a s odolností proti otěru. Dále tento materiál dobře odolává
atmosférickým vlivům, UV záření a má velký útlumový součinitel
(tlumení zvuku). Velkou výhodou je jeho mimořádně nízká tepelná
vodivost, není tedy nutná izolace což tento materiál předurčuje pro
použití v chladných a klimatizovaných prostorách (ABS potrubí se
dodává i v předizolovaném stavu - systém COOL-FIT ABS).
Spojování se provádí lepením s použitím lepidla a čističe Tangit
pro ABS.
Výrobky z ABS se mohou pokovovat. Pro instalatéry se vyrábějí
z ABS trubky, tvarovky a armatury. Má dobré vlastnosti, a proto
také vyšší cenu.
Polyvinylidenfluorid – PVDF
Vyznačuje se velkou pevností, chemickou odolností, odolává
teplotám od 40°do 140°C, odolává UV záření a má dobrou
65
odolnost proti stárnutí. Pro vyšší cenu se používá pro běžné
instalatérské rozvody jen málo.
Polyesterová pryskyřice – GRP
Je trojrozměrně nesíťovaný plast plněný skleněnými vlákny. Má ze
všech plastů nejmenší tepelnou roztažnost (5x) a největší pevnost.
Používá se pro rouby velkých průměrů na studenou vodu nebo na
kanalizační sběrače. Pro domovní instalace se GRP nepoužívá.
Vícevrstvé trubky
Plastové potrubí má poměrně velkou tepelnou roztažnost. Pro
zachycení roztažnosti se do rozvodů vkládají kompenzátory, které
celou instalaci prodražují. Ke snížení roztažnosti se nám nabízejí
vícevrstvé trubky. Do trubky se vkládá hliníková fólie, která právě
tuto roztažnost snižuje.
Označení vícevrstvých trubek: PP-AL-PP, PE-AL-PE, PEX-ALPEX.
66
Použití plastů
Je velmi široké. Používají se pro výrobu spotřebních předmětů,
částí nebo krytů strojů, v průmyslu, zdravotnictví, potravinářství,
zemědělství atd.
Použití plastových trubek v budovách:
Studená Teplá
Ústřední Podlahové
Materiál
Kanalizace
voda
voda
vytápění vytápění
PVC-U
X
X
PVC-C
X
X
X
X
LDPE
X
HDPE
X
X
PEX
X
X
X
X
PP3
X
X
X
X
PB
X
X
X
X
ABS
X
X
PVDF
X
X
Použití plastových trubek pro venkovní rozvody:
Materiál
Vodovod
Plynovod
Teplovod
PVC-U
X
PVC-C
X
LDPE
X
67
HDPE
PEX
PP3
PB
X
X
X
X
X
X
Instalatéři nepoužívají plasty jenom na trubní rozvody. Z plastů se
vyrábí materiály pro izolace potrubí, těsnění, zápachové uzavírky,
vpusti, dešťové vtoky, splachovací nádržky, klozetová sedadla,
vaničky sprchových koutů, armatury, držáky, kryty, úchytky na
potrubí, atd.
Ostatní druhy plastů:
Termoplasty: Polyester - PS, Polytetraflourethylen – PTFE
(teflon), Polyamid – PA, Polykarbonát – PC.
Reaktoplasty a eleastomery: Fenolformaldehyd, Epoxidy,
Polyester, Polyreutan Silikony.
1) Vyjmenuj, 3 druhy spojování plastů nerozebíratelným způsobem.
2) Vyjmenuj, 3 druhy spojování plastů rozebíratelným způsobem.
3) Stručně popiš, způsob svařování „na tupo“.
4) Stručně popiš, způsob svařování „polyfuzí“.
5) Stručně popiš, způsob svařování „elektrotvarovkou“.
6) Co znamená v odborné terminologii pojem „základní řada
velikosti průměrů DN“? Na náčrtku popiš pojmy „vnitřní
průměr, vnější průměr, tloušťka“.
7) Co znamená v odborné terminologii pojem „tlaková řada PN“?
8) Které fyzikální veličiny nejvíce ovlivňují životnost plastových
potrubí?
9) Stručně popiš co je to extrudér, a k čemu se používá.
10) Ke zkratce označení plastů, napiš celý název.
PE, PEX, PP, PB, PVC, ABS, PVDF,GRP, PP-AL-PP.
68
Pryž (lidově také guma)
Z technického hlediska jde o zvulkanizovanou kaučukovou směs.
Vulkanizace je chemická reakce kaučuku se sírou. Zvulkanizovaný
kaučuk se stává elastickým a je méně citlivý na změnu teploty.
(Vulkanizace je fyzikálně chemický proces, při němž působením vulkanizačního
činidla nebo energie dochází k strukturním změnám eleastomeru. Hlavním
důvodem, proč se kaučuk vulkanizuje je, že se podstatně vylepší jeho mechanické i
fyzikálně chemické vlastnosti. Z mechanických vlastností se zvýší pevnost v tahu,
strukturní pevnost (odolnost proti dalšímu trhání), odolnost v oděru i pružnost, ale
zároveň se sníží tažnost. Na rozdíl od nevulkanizovaného kaučuku, který je
rozpustný v některých organických rozpouštědlech, vulkanizovaný kaučuk v nich
jen bobtná. Vulkanizovaný kaučuk je také méně citlivý ke změnám teploty a
zachovává si ohebnost i tuhost ve značném teplotním rozsahu.)
K výrobě pryže se používá: Kaučuk a Příměsi
Přírodní kaučuk se získává ze stromů – kaučukovníků jako latex
(kaučukové mléko), který se dále zpracovává na různé druhy
kaučuku.
Syntetické (umělé) kaučuky se vyrábějí chemickou reakcí –
polymerací z různých sloučenin (Polymerace je chemická reakce, při
které z jednoduchých molekul - monomerů vznikají makromolekuly polymery).
a) Butadien-styrenový - SBR: pro všeobecné použití, horší pevnost než
PK, vyšší odolnost proti stárnutí za zvýšených teplot.
b) Polybutadienový - BR: tvrdá pryž v kombinaci s PK (přírodní
kaučuk) - lepší odolnost proti oděru. Použití v běhounu pneumatik.
69
c) Butadien-akrylonitrilový - NBR: odolává bobtnání , vzdorující
olejům a rozpouštědlům. Nižší mrazuvzdornost a horší odrazová pružnost.
d) Butyl kaučuk (isobutylen-isoprenový) - IIR: dobrá nepropustnost
pro plyny, dobrá chemická i tepelná odolnost. Nízká odrazová pružnost.
e) Chloroprenový - CR: vysoká odolnost proti oxidaci (stárnutí v
ozonu), snížená hořlavost, dobrá nepropustnost pro plyny. Odolává olejům
a benzínu.
f) Isoprenový - IR: stejné chemické složení jako PK. Lehká
zpracovatelnost.
g) Etylen-propylenový - EPDM: vysoká odolnost proti stárnutí (oxidaci)
a chemickým vlivům.
h) Silikonový - SI: vysoká odolnost proti teplotám (-70 až +250°C),
odolnost proti stárnutí, ozonu a chemická zdravotní nezávadnost. Vysoká
elektrická pevnost.
i) Polyuretanový - AU: vysoká pevnost, houževnatost a odolnost proti
oděru, ozonu, oleji.
j) Thiokolový : vysoká odolnost proti bobtnání.
k) Fluorokaučuky: skupina kaučuků s vysokou odolností proti teplu,
olejům a agresivním chemikáliím.
Kaučukové směsi se mohou zpracovávat např. válcováním,
lisováním, vytlačováním atd. Vlastnosti pryže závisí na použitém
kaučuku, na druhu a množství přidávaných přísad a na způsobu
zpracování.
Podle obsahu síry se rozlišuje pryž měkká, polotvrdá a tvrdá.
Velkou výhodou pryže je možnost její regenerace (recyklace).
Nejznámější výrobkem je pneumatika. Dále například řemeny
k přenosu točivého momentu. Přidáním textilních pásů a
ocelových výztuh do pryže, tak vzniká velmi dobrý materiál.
Instalatéři požívají pryžová těsnění v zápachových uzavírkách
(sifonech), v přírubách, ve šroubení, v armaturách, ve
vodovodních baterií atd. Vyrábějí se také pryžové desky o tloušťce
10 až 20 [mm], které se podkládají pod stacionární kotle proti
chvění a šíření hluku.
70
OSTATNÍ KOMPONENTY SMĚSI – příměsi (pryž zpevňují, změkčují,
zbarvují, urychlují nebo zpomalují vulkanizaci, zlepšují mrazuvzdornost,
odolnost proti chemikáliím, snižují stárnutí pryže, apod.)
1. Vulkanizační prostředky
Látky, které svým chemickým účinkem způsobují změny ve struktuře
uhlovodíkových řetězců, jejíž výsledkem je pryž (vulkanizace). Většina
druhů kaučuků se vulkanizují pomocí síry. Jiné se vulkanizují
organickými peroxidy, oxidy kovů, syntetickými pryskyřicemi. Síru je
možno nahradit donory síry, při vulkanizaci uvolňují síru.
2. Urychlovače vulkanizace
Umožňují regulaci a nastavení vulkanizačního procesu. Mají vliv na
výsledné hodnoty pryže.
Dle účinku na: pomalé, střední, rychlé, velmi rychlé, ultraurychlovače,
urychlovače se zpožděným účinkem. Výběr druhů urychlovačů má vliv na
ekonomiku výroby, výsledné hodnoty pryže.
71
3. Aktivátory vulkanizace
Zlepšují účinnost urychlovačů. Převážně oxidy kovů (zinková běloba ZnO), organické látky (stearin nebo stearát zinečnatý).
4. Retardery
Svou kyselou povahou snižují vulkanizační rychlost. Nahrazují se také
urychlovači se zpožděným účinkem (kyselina benzoová, anhydrid
kyseliny ftalové aj.)
5. Plniva
Látky práškovitého charakteru, ve vyšším množství do směsi. Tvoří
podstatnou část přísad, převážně ztužující účinek a ovlivňuje tvrdost,
pevnost, strukturní pevnost, modul a oděr vulkanizátu. Účinek je závislý
na velikosti částic, specifickém povrchu, sekundární struktuře a
chemickém složení. Nejpoužívanější jsou saze - kanálové, lampové,
retardové, technické, acetylenové, forsunkové.
Při výrobě světlé nebo transparentní pryže - světlá plniva (křemičitá
plniva - světlé saze). Mají ztužující účinek - ztužovadla.
Prostá plniva
oxid hořečnatý, kaolin, křída, baryt. Účel - dosažení snadné
zpracovatelnosti a zlevnění směsi.
6. Změkčovadla
Kapalné nebo tuhé látky ropného původu, pro zlepšení zpracovatelnosti a
elastických vlastností výrobků. Způsobují zvýšení plasticity směsi,
snadnější zpracovatelnost směsí bez nebezpečí navulkanizování (snížení
teplot při zpracování), zvyšují lepivost - usnadňují konfekci, zlepšují
mrazuvzdornost, dovolují upravovat tvrdost vulkanizátu v širokém
rozmezí. U olejivzdorných pryží zvyšují odolnost proti botnání a mrazu.
a) ropného původu - ozokerin, ceresin, parafin, minerální oleje
b) rostlinného původu - kalafuna, smrkový dehet, faktis
c) syntetické pryskyřice - koresin, rubresin
d) organické estery - dibutylftalát, dibutylsebakát, dioktylftalát
Tuhé parafiny - pronikají po vulkanizaci na povrch vulkanizátu , kde tvoří
slabou vrstvu, která chrání výlisek před stárnutím.
72
7. Antioxidanty
Omezují přirozené stárnutí pryže - vliv kyselin, zvýšená teploty, vliv
ozonu, vlivy povětrnostní, vliv světlem, vliv statistického a dynamického
namáhání
8. Peptisační činidla
Pro změkčení kaučuků, urychlení plastifikačního procesu - prováděný v
hnětičích. Účinek velký při vyšších teplotách (130 C).
9. Barviva, pigmenty
Pro přípravu barevných směsí.
Jsou to: červeň H, kadmiová žluť, okry, ultramarin, citrónová žluť
(minerální a anorganický pigment) nebo vulkánová organická barviva
10. Nadouvadla
Do směsi pro houbovou nebo mechovou pryž. Při vulkanizaci dutých
předmětů (míče, hračky). Jsou organického nebo anorganického původu vysoké teploty je rozkládají na plynné látky.
11. Separační prostředky (práškovadla)
Zamezují lepení kaučuku a jeho směsí při manipulaci a skladování. Při
vulkanizaci brání spojení dvou směsí nebo přilepení směsi na formu.
Jako práškovadla se používá : klouzek (mletý mastek) , křída (mikromletý
vápenec) , slída , stearan zinečnatý , škrob, brusný prach z pryže příslušné
skupiny.
1) Jak popisujeme pryž z technického hlediska?
2) Stručně popiš co je to vulkanizace?
3) Co vše se používá k výrobě pryže?
4) Napiš 3 způsoby zpracování kaučukové směsi.
5) Jakou pryž rozeznáváme podle množství síry?
6) Co způsobují příměsi, přidávané při vulkanizaci do kaučukové
směsi?
7) Napiš 3 druhy použité pryže v instalatérské praxi.
73
Technické textilie
Mají uplatnění nejen v odívání, ale také ve stavebnictví, technické
praxi a v průmyslu.
• Základní surovinou k výrobě textilií jsou vlákna.
Rostlinná vlákna: konopí, len, bavlna, juta, lýko, kokosová
vlákna, sisalová vlákna, kapok, atd.
Živočišná vlákna: vlna, přírodní hedvábí, mohér, atd.
Umělá vlákna: polyamidová vlákna – nylon, silon.
Z vláken se spřádá PŘÍZE (nit), která má potřebnou tloušťku a
pevnost.
• Podle dalšího zpracování příze na textilii rozlišujeme:
Tkané textilie: → tkaním (plsti)
→ pletením
Netkané textilie: → lepením
→ foukáním
→ lisováním
Použití netkaných textilií: Filtrační textilie pro filtraci vzduchu.
Geotextilie mají široké uplatnění zejména ve stavebnictví a
zahradnictví. Izolační textilie pro izolace a také, jsou vhodné jako
tlumící prvek. Dekorační textilie. Speciální textilie jsou vyrobené s
určitou speciální vlastností, např. vysoká tuhost materiálu, jsou
přitužovány pro zvýšení tuhosti, impregnovány, voděodolná
úprava apod.
74
Kůže
Pro technické účely se používá upravená kůže (useň). Převážně
kůže hovězí, vyčiněná speciálními činidly. Po této úpravě získá
useň dobré vlastnosti a vyrábějí se z ní předměty denní potřeby
(obuv, oděvy, opasky, tašky, těsnění, ploché řemeny, pásy,
ochranné oblečení).
Useň nesmí přijít do styku s minerálními oleji a tuky s důvodu
změny dobrých vlastností.
• Vedle usní vyrobených z kůží obratlovců (označují se někdy jako
přírodní usně) existují ještě:
Vláknitá useň je materiál vyrobený tak, že se přírodní useň
mechanicky a nebo chemicky rozloží na malé kousky, prach nebo
vláknité částice a pak se opět spojí pomocí pojiva nebo bez něj,
popřípadě s přídavkem jiných materiálů. Je v rolích nebo v arších.
Na vláknitou useň se zpracovávají odpady z přírodních usní.
Syntetické usně jsou uměle vytvořené plošné materiály buď
výhradně ze syntetických polymerů nebo jejich kombinací s
přírodními polymery v přirozené nebo upravené formě. Jsou v
rolích a vyrábějí se nejrůznějšími způsoby. Člení se dále na
plastiky, koženky a poromery:
• Plastiky jsou samonosné plošné kompaktní nebo lehčené
materiály vyráběné z plastů.
• Koženky jsou plastové plošné kompaktní nebo lehčené materiály
na podkladu.
• Poromery jsou porézní polymerní materiály, zpravidla
heterogenní, na podkladu nebo bez něj, vzhledem a vlastnostmi
podobné přírodní usni.
75
Postup výroby usně:
1. přivezení nasolené kůže
do koželužny.
2. namáčení = koželuh kůže
se máčí a pere v hašpli
(vana s vijákem) kvůli
očištění, zbavení soli.
3. loužení se zahníváním
(dříve) a odchlupování
kosou na odchlupování
(koželužský nůž) nebo loužení v roztoku sulfidu sodného a
vápna (dnes) kvůli odstranění srsti a vznikne holina.
4. mízdření pomocí kosy na mízdření (dříve) nebo mízdření mezi
soustavou válců (dnes) = odřeže se vazivo a zbytky svalů.
5. omykání kosou na omykání (dříve) nebo omykání mezi válci =
odstraní se kořínky chlupů.
6. štípání pomocí štípacího stroje tak, aby byla kůže všude stejně
tlustá.
7. činění kůží pomocí tříslovin z kůry a jiných rostlin v sudu
(dříve) nebo solemi chromu (od konce 19. století). Odstraní se
tak vápno a tuky a kůže bude vláčná.
8. ždímání (odstraní se voda).
9. barvení.
10. mazání aby se kůže nelámaly.
11. vyrážení neboli hlazení aby se vyhladily vrásky.
12. sušení.
13. postřikování lakem proti vlhku.
14. leštění.
15. žehlení.
16. měření.
17. výroba kožených výrobků.
76
1) Napiš rozdělení druhů vláken, které se používají k výrobě
textilií.
2) Podle dalšího zpracování příze na textilii rozlišujeme tkané
textilie. Napiš, jak se tyto textilie vyrábí.
3) Podle dalšího zpracování příze na textilii rozlišujeme netkané
textilie. Napiš, jak se tyto textilie vyrábí.
4) Napiš alespoň 3 druhy použití netkané textilie.
5) Jaký je rozdíl mezi kůží a usní?
6) Jaké druhy usní rozlišujeme?
7) Napiš alespoň 5 druhů použití usně.
Dřevo
http://www.mezistromy.cz/cz/vyuziti-dreva/vlastnosti-dreva
http://www.atlasdreva.hu.cz/makro_exoticke/uvod.html
77
Dřevo je jedním z nejstarších
materiálů, které se lidstvo naučilo
využívat ke stavbě obydlí, výrobě
pracovních nástrojů i jako zdroje
energie či suroviny na výrobu papíru.
Dřevo je přírodní hmota získaná ze
stromů a keřů. Dřevo je produkováno
speciálním dělivým pletivem tzv.
kambiem. Protože v našich klimatických
podmínkách pracuje kambium periodicky,
můžeme v dřevu pozorovat na příčném
řezu letokruhy (na jaře přirůstá dřevo
rychleji – světlejší barva, než v létě –
tmavší a tvrdší vrstva). Aktivnímu vedení vody a roztoků slouží mladší
letokruhy. Jejich činnost s lety nahradí nové letokruhy, přičemž starší
letokruhy se zbarvují tmavě látkami, které se v jejich buňkách a stěnách
ukládají - lze tak odlišit tmavé jádro a světlejší běl. Kořenice je struktura
dřeva v přechodné části kořene a kmene, která se vyznačuje různou spletí
dřevních vláken (ořešák, jasan, dub, olše, topol).
Dělení dřeva do skupin:
1) Rozdělení dřevin podle asimilačních orgánů
Jehličnaté stromy – patří mezi nahosemenné rostliny (nemají
pestík, opylují se větrem). Dřevo jehličnanů je lehké, měkké a lehce se
opracovává. Jehličnaté stromy jsou stálezelené a neopadavé. Výjimku
tvoří modřín, který opadává. Jsou vývojově starší a stavbou jednodušší
než listnaté stromy. Rostou především v mírném podnebném pásmu.
(smrk, jedle, borovice, cedr, tis, douglaska, modřín, jalovec, atd.)
78
Listnaté stromy – většina listnáčů patří mezi krytosemenné,
dvouděložné rostliny (výjimka: jinan dvoulaločný). Mají složitější
strukturu, která je příčinou častějších nepravidelností oproti jehličnanům.
Tyto nepravidelnosti vytváří na výrobcích neopakovatelnou kresbu.
V zimě přestávají růst, a proto na podzim shazují listy. Většina listnáčů
roste v mírných a tropických pásmech.
(dub, buk, javor, jasan, padouk, eben, bubinga, balsa, lípa,
ořešák, atd.)
2) Rozdělení dřevin podle tvrdosti dřeva
měkké dřevo – smrk, topol, lípa, osika, olše
Získáváme ho převážně z jehličnatých stromů. Vyznačuje se nízkou
hustotou. Má obvykle světlou barvu (od žluté až po rezavě hnědou) a
zřetelnou texturu. Měkké dřevo odolává hnilobě hůře než dřevo tvrdé.
Snáze se opracovává. Měkká dřeva rostou v oblastech s chladnějším a
proměnlivým klimatem – v arktickém i subarktickém pásmu a mírném
pásmu severní Evropy a Severní Ameriky (až k jihovýchodním částem
USA).
tvrdé dřevo – modřín, buk, dub, jilm, javor, jasan
Je získáváno převážně z listnatých stromů. Tvrdá dřeva jsou odolnější než
dřeva měkká.
3) Rozdělení dřevin podle původu
Domácí dřeviny – jsou to dřeviny, kterým vyhovují nejvíce naše
podnební poměry. Při nejpříznivějších podmínkách růstu se vytváří dřevo
s nejlepšími technickými vlastnostmi. Nejkvalitnější smrk je z oblasti
šumavské, beskydské a krkonošské, borovice z oblasti jihočeské a ze
severovýchodních Čech. Listnaté dřeviny mají nejlepší podmínky na
Slovensku.
Dřeviny zdomácnělé – jsou takové dřeviny, které k nám byly
dovezeny a dlouholetým pěstováním zdomácněly (akát, moruše,
magnólie, borovice vejmutovka a mnoho dalších). Do měst se dostaly přes
zámecké parky a zahrady bohatých měšťanů. Některé dřeviny mají v
městském prostředí větší odolnost než dřeviny domácí.
79
Dřeviny cizokrajné – dřeviny, které se k nám dovážejí pro
průmyslové využití (teak, mahagon, padouk, eben, …) nebo se pěstují
jako okrasné (thuje).
Vlastnosti dřeva
Barvy dřeva a do určité míry i jeho vlastnosti závisejí nejen na
druhu stromu, z kterého ten který kousek dřeva pochází, ale i na
půdních a životních podmínkách jednotlivých stromů a mohou se
měnit.
• Tvrdost je schopnost materiálů klást odpor proti vnikání jiných
těles. (Jistý pan Brinell tlačil určitou silou ocelovou kuličku do materiálu. Má-li
ocelová kulička předepsaný rozměr, jde o tzv. Brinellovu zkoušku tvrdosti. U nás
zase pan Janka tlačil do dřeva razidlo, ukončené půlkuličkou. To je tzv. Jankova
zkouška.) Rozlišujeme 4 stupně tvrdosti. Dřevo měkké, polotvrdé,
tvrdé a velmi tvrdé. Z našich dřev je asi nejtvrdší habrové a
nejměkčí topolové.
• Pevnost nám říká, jak které dřevo vzdoruje statickému
namáhání. Mezi nejpevnější patří dřevo dubové a akátové, ale i
třeba měkké olšové, pokud je trvale umístěno pod vodou. Pevnost
v tlaku asi 40 MPa, v tahu asi 100 MPa
• Houževnatost je schopnost odolávat dynamickému, rázovému
namáhání. Dřevařské tabulky definují houževnatost jako hodnotu
výšky, z jaké musí spadnout kladivo těžké 1,5 kg na hranolek o
průřezu 2x2 cm, aby ho přerazilo. V tomto směru vyniká svou
houževnatostí dřevo dubové.
• Pružnost - tzv. modul pružnosti je mírou odporu, který klade
materiál zatížení, jež ho ohýbá. Nejpružnější z našich dřev je dřevo
jasanové, ke křehčím patří třeba švestkové.
• Textura je kresba dřeva, tvoří ji letokruhy, dřeňové paprsky
apod. V každém pohledu je jiná.
80
• Hustota dřeva je 120 – 1000 kg/m3. Dřeva upravená
v polotovary typu překližky, lisovaná vrstvená dřeva a další
mohou mít hustotu až 1500 kg/m3. Korek (kůra z dubu na
středomořských ostrovech) 250 kg/m3. Balsa – 100 až 200 kg/m3.
Použití dřeva
Pro další zpracování je zapotřebí dřevo vysušené. Doba sušení
závidí na teplotě vzduchu, rychlosti proudění, vrstvě skladovaného
dřeva, množství vody v surovém dřevě. Obvyklý obsah vody
v dřevní hmotě je po vysušení 15-20%. Pro výrobu nábytku je
potřeba max. 10% vlhkost.
Ideální vlhkost dřeva pro topení v krbech a kamnech je do 20 %.
Čerstvé dřevo mívá průměrně 50% vlhkost, v lese vyschlé 25-30%
a proschlé (na vzduchu vyschlé) 10-20%.
Proti zpětnému přijímání vlhkosti a proti hnilobě se dřevo chrání
impregnací – napouštění dřeva speciálními látkami, které
prodlužují jeho životnost a zlepšují jeho vlastnost.
• Výrobky ze dřeva určené pro stavební účely se rozdělují na:
Kulatinu – což je kmen stromu zbavený větví a kůry.
Řezivo – kam patří desky, fošny, hranoly, trámy a další polotovary
vyrobené pořezáním kmene stromu.
• Použití v instalatérské praxi:
Na podkládání křehkých kameninových a litinových trub proti
poškození. Tvrdé dřevo se používá jako tlumící mezivrstva při
tlučení kladivem. Dřevo se používá jako kryt (klimatizační
jednotky, filtry atd.).
Korek (kůra z dubu na středomořských ostrovech) 250 kg/m3. Na
obklady, podlahy, jako zvukově izolační materiál, zátky do lahví.
81
1) Napiš co je to dřevo.
2) Napiš, jak se dělí dřeva do skupin a podskupin.
3) Napiš 5 vlastností, které u dřeva rozeznáváme.
4) Jaká je vlhkost čerstvého dřeva, jaká je vlhkost pro použití jako
palivové dřevo, jaká je vlhkost dřeva po vysušení pro výrobu nábytku?
5) Co je to kulatina a co je řezivo?
Sklo a technická keramika
Sklo
Základem pro výrobu skla je směs surovin, která se nazývá
sklářský kmen. Surovinou pro výrobu skla jsou sklářské písky s
obsahem 60 - 80% oxidu křemičitého (SiO2). Dalšími základními
složkami běžných skel jsou oxid vápenatý (CaO), sodný (NaO2) a draselný (K2O).
Tyto oxidy jsou dodávány do kmene formou nerostných (např. vápenec) nebo
chemicky připravených surovin (např. soda). Určitý podíl vsázky tvoří drcené
odpadní sklo (skleněné střepy). Kromě uvedených sklotvorných surovin se při
výrobě skla může používat celá řada pomocných látek se specifickými účinky,
např. barviva.
Sklo se taví při teplotě 1450 až 1550ºC, boritokřemičité při teplotě
až 1630ºC a křemenné sklo okolo 2000ºC. Sklo vytvarované při
vysokých teplotách, nelze prudce ochladit. Prudké ochlazení by
znamenalo mechanické znehodnocení výrobku. Proto výrobky ze
skla se ochlazují postupně v chladicích pecích.
Technologie výroby skla
Při výrobě skla se uplatňují čtyři dílčí technologické procesy:
1.) Příprava vsázky (tj. sklářského kmene a přísad) a její
dávkování Upravené, pomleté a vysušené suroviny se mísí a
homogenizují v požadovaném poměru v mísících zařízeních.
Míšení je dnes prováděno nejčastěji strojně pomocí uzavřených
mísidel tak, aby bylo zabráněno prášení surovin.
82
2.) Tavení skla se provádí ve sklářských tavících pecích, nejčastěji
pánvových nebo vanových. Tavící proces se rozděluje na tři
hlavní fáze: 1.vlastní tavení, 2.čeření a 3.homogenizace a chlazení
pro tvarování. Při tavicím procesu se dosahuje nejčastěji teplot
v rozmezí 1400 - 1600oC. Palivem je nejčastěji generátorový nebo
zemní plyn.
3.) Tvarování skla. Při tvarování se využívá viskózní deformace a
silné závislosti viskozity skloviny na teplotě. Během tvarování
nesmí dojít ke krystalizaci skloviny. Tvarování se provádí od
ručních až po plně automatizované procesy, a to foukáním,
tažením, válcováním, litím nebo lisováním.
4.) Chlazení skla se provádí ve speciálních chladících pecích,
zpravidla v teplotním intervalu 700 - 400oC. Jedná se o řízené
chlazení, kterým se z výrobku odstraní nebo se zabrání vzniku
vnitřního pnutí. Chlazením se může i podstatně zvýšit pevnost
skla. Po ochlazení se může sklo povrchově upravovat - brousit,
leštit, pískovat, leptat.
Použití
Ze skla se vyrábějí tabule do oken, zrcadla, láhve a sklenice, baňky
žárovek, obrazovky, svítidla, ozdoby, skleněná vlákny a další
polotovary nebo hotové výrobky.
V instalatérské praxi se setkáváme hlavně s výrobky ze speciálně
upraveného skla nebo ze skleněných vláken (izolační rohože – nad
100°C, filtry do klimatizačních jednotek apod.). Skleněné potrubí
se instaluje jen výjimečně (pouze v potravinářském provozu).
Kapsový filtr
Rámečkový filtr
Kompaktní filtry
83
Technická keramika
Podobně jako sklo, je tvdý a křehký materiál. Výroba probíhá při
teplotách 1200 – 1500°C podle druhu technické keramiky.
Dělení keramiky do skupin (jedno z možných dělení):
• Technický porcelán – vyrábí se z křemenného písku, živce,
přísad a pojiv.
Vyrábějí se z něj zařizovací předměty (umyvadla, WC mísy,
pisoáry, bidety, výlevky, atd.). Tvar výrobku vzniká odléváním či
lisováním do forem a následného vypálení při teplotě cca 1250°C.
• Technická kamenina – vyrábí se z kameninového jílu a přísad.
Výroba je podobná jako u technického porcelánu.
Vyrábějí se z něj kanalizační potrubí pokládané do země.
• Terazzo – je směs kameninové drti s cementem. Tento materiál
je pevný a tvrdý, může odolávat také mrazům.
Vyrábějí se z něj dlaždice, kádě a nádrže. Větší výrobky jsou
vyztužené rabicovým pletivem nebo betonářskou ocelí.
• V poslední době vznikají nové keramické hmoty pro výrobu
denní potřeby. Jedním z nich je např. Mramorit – což je umělý
mramor ze směsi vápence, granitu, pojiv, barviv a dalších příměsí.
Vyrábějí se z něj zařizovací předměty (umyvadla méně
obvyklých tvarů a velikostí v mnoha barevných odstínech, dřezy,
WC mísy, pracovní desky kuchyňských sestav, atd.).
1) Jak se nazývá směs surovin pro výrobu skla. Jaká je teplota
tavení skla.
2) Stručně (ve 4. bodech) popiš technologii výroby skla.
3) Napiš alespoň 5 druhů použití skla v praxi.
84
4) Napiš rozdělení keramiky do skupin.
5) Napiš alespoň 5 druhů použití technické keramiky v praxi.
Stavební materiály
Jedná se o materiály organického nebo anorganického původu a
slouží k výstavbě budov. Z velkého množství vybíráme jen některé
stavební materiály:
Cihlářské
Pojiva
Štěrk
výrobky
Cement
Malta
Kovy
Vápno
Beton
Dřevo
Sádra
Žárobeton
Kámen
Písek
Polystyrenbeton
Pojiva
„Látka, která má schopnost tuhnout a vázat další materiály
dohromady“. Patří sem cement, vápno a sádra. Vzdušná tuhnou na
vzduchu a hydraulická tvrdnou na vzduchu i pod vodou.
Cement
• je hydraulické pojivo. Jedná se o jemně mletý anorganický
materiál, který po smíchání s vodou vytváří kaši, která v důsledku
chemické hydraulické reakce tuhne a tvrdne. Po předchozím
zatuhnutí na vzduchu dále tuhne a tvrdne i pod vodou, při
zachování pevnosti a stability.
Cement se vyrábí společným vypalováním vápence a jílu při teplotách
okolo 1450 °C. Vyrobený slínek se pak rozemílá, někdy i s příměsmi
(vysokopecní struskou, trasem, popílkem). Vzniklý šedivý prášek cement - smíchaný s vodou vytváří pojivovou (hydraulickou) složku
betonu, která tvrdne na vzduchu i pod vodou. Během probíhajících
chemických pochodů vznikají různé jemné krystaly, vzájemně prorůstající
a mající vliv na pevnost. Vzniklý „cementový kámen” si zachovává
pevnost a objemovou stálost. Důležitou vlastností je, že jeho součinitel
85
tepelné roztažnosti je stejný jako u oceli - umožňuje vytváření spřaženého
staviva - železobetonu.
http://www.ebeton.cz
Vápno
• Pálené vápno je technický název pro oxid vápenatý CaO. Jedná
se o velmi jemný, sypký materiál bílé barvy.
Hašené vápno: správně hydroxid vápenatý, obecně nazývaný
nejvíce jako hašené vápno, je v podstatě anorganická sloučenina s
chemickým vzorcem Ca(OH)2. Vzniká postupným přidáním vody
do vápna.
Vápno se vyrábí tepelným zpracování uhličitanu vápenatého CaCO3.
Pálení se provádí zpravidla při teplotách nad 950°C v šachtových, nebo
rotačních pecích, kdy vzniká oxid vápenatý.
Sádra
• Stavební sádra je jemný, sypký materiál bílé nebo šedé barvy.
Používá se po smíchání s vodou do kašovitého stavu k vyplnění
děr ve zdi, k připevnění např. částí potrubí, elektrických rozvodů
atd. do drážek ve zdi.
Výroba: připravuje se odvodněním sádrovce. Podle stupně
dehydratace (při teplotě cca od 100 do 1000°C) vznikají sádry s různou
rychlostí tuhnutí:
Pomalu tuhnoucí sádra začíná tuhnout za 2 až 8 hodin.
Rychle tuhnoucí sádra tuhne za 2 až 15 minut.
Po tuhnutí nelze sádru již rozmíchat a dále s ní pracovat.
Písek
• je sypký materiál žluté barvy o hustotě 2000 kg/m3. Používá se
jako základní materiál do malty, jako posypový materiál pro
kanalizační potrubí uložené v zemi. Slouží jako ochranná vrstva na
nerovné nebo kamenité půdě proti poškození potrubí.
86
Štěrk
• také jako štěrkopísek, je to zrnitý materiál přírodního původu,
který vznikl rozrušením, následným opracováním a transportem
pevné horniny, s velikostí jednotlivých zrn od 2 mm do 256 mm.
Štěrk je základním materiálem pro výrobu betonu.
Štěrkopísky jsou těženy z vody nebo z těžební stěny.
▪ Lom - těžba se provádí odstřelem. Odstřelený materiál je dopraven na výrobní
linku. Vstupním materiálem pro drcené kamenivo jsou používány materiály jako
žula, čedič, rula, droba, vápenec, pískovec
▪ Těžba štěrkopísku z vody - pro tento způsob těžby se používá drapákový nebo
korečkový bagr. Vytěžený materiál je dopraven různým způsobem (např. lodí,
pásovým dopravníkem) ke břehu k dalšímu zpracování.
▪ Suchá těžba štěrkopísku - je-li ložisko štěrkopísku nad hladinou vody. V tomto
případě se vytěžený materiál dopraví na výrobní linku nákladními auty.)
Malta
• je kašovitá směs několika látek, které po čase ztuhnou. Slouží ve
stavebnictví jako spojovací materiál a omítková hmota. Skládá se z
vody, žlutého písku, vápna a případně cementu.
Vápenná malta: obvykle se míchá v poměru 120-140 kg vápna (podle
požadované pevnosti) na 1 m3 písku a 240 až 350 litrů vody.
Vápenno cementová malta: obvykle se míchá dle váhového poměru
300-330 kg vápna a 150-300 kg cementu (podle požadované pevnosti) na
1 m3 kopaného písku a 240 až 350 litrů vody, přičemž vodu je třeba
přidávat až nakonec podle požadované konzistence. Neměla by se
opominout voda již obsažená v písku. Pro praktické účely míchání se
odměřuje „na lopaty“. V zásadě platí, že na 3 lopaty písku připadne
1 lopata vápna a zhruba půl lopaty cementu. Tato malta ke zdění není
náročná na druh použitého písku.
Cementová malta: obvykle se míchá v poměru 250-450 kg cementu
na 1 m3 písku a 240 až 350 litrů vody. Používá se na velmi namáhané
zdivo, zejména cihelné.
87
Beton
• je směs štěrku, cementu, a vody. Podobně jako u malty se může
namíchat směs „chudá a mastná“.
• Základní druhy betonů
Prostý beton – bez výztuže
Železobeton – obsahuje ocelové pruty (roxor), dráty o průměru
6 až 12 mm. Předpjatý beton (zvýší se u něho pevnost v tahu a
tlaku) se používá například ke stavbě mostů a podobných
konstrukcí s velkým rozpětím.
Žárobeton
• je materiál, který se používá při vyzdívání krbů. Do betonu se
přidává šamotová moučka a pojivo. Žárobeton odolává teplotám
přes 800°C.
Polystyrenbeton
• nazýván také jako ekostyrenbeton
nebo styrenbeton. Jde o směs vody,
cementu, štěrku a polystyrénových
kuliček. Má dobré tepelně a zvukově
izolační vlastnosti, je lehčí než beton
klasický.
Nevýhodou je menší pevnost v tlaku.
Používá se tam, kde je potřeba provést tepelně izolovaný strop
nebo podlahu, může se také použít na střechy a na terasy.
Materiál pro zdivo
Zdivo může být provedeno z betonu, pálených cihel,
škvárobetonových, pěnosilikátových nebo jiných tvárnic.
Podle únosnosti rozlišujeme obvodové nosné stěny a vnitřní
příčky.
88
Obvodové zdivo
• a vnitřní nosné stěny musí mít potřebnou únosnost. Vnitřní stěny
rozdělují jednotlivé místnosti a nazývají se příčky, které
nepřenášejí tíhu budovy.
Zdivo pod zemí musí mít hydroizolační ochranu (hydroizolační
pás z asfaltu, asfaltová penetrační emulse, nopová fólie, atd.)
Vnitřní stěny
• mohou být stavěny nejen z cihel, ale také z lehkých a úzkých
nenosných materiálů. Nelze do nich zabudovat potrubí.
K rozdělení místností se dále staví stěny ze sádrokartonu, ze dřeva,
z pórobetonu, z tvárnice z vylehčeného betonu a dalších materiálů.
Beton
• používá se pro pevné zdivo. Máli vést přes betonovou stěnu
potrubí, musí se předem udělat instalace průchodek a drážek.
Beton je špatný tepelně izolační materiál (vytvoření tzv. tepelného
mostu) a propouští vodu.
Pálené cihly
• se vyrábějí vypalováním cihlářské hlíny v pecích.
• Cihlářské výrobky jsou určeny pro použití na:
svislé konstrukce
vodorovné konstrukce – stropní tvarovky, desky, a vložky
krycí výrobky na střechy – střešní tašky, hřebenáče, tvarové kusy
ostatní výrobky – obkladové pásy, drenážní trubky atd.
• Základní rozdělení cihel je na plné a děrované (voštinové). Ke
zdění se používá malta nebo konkrétní lepící hmoty určené
výrobcem cihel.
Jak se vyrábí cihly?
−
− http://www.vseprovasdum.cz/jak-se-vyrabeji-palene-cihly-heluz.html
89
1. KROK: Příprava směsi. Výroba cihel začíná shromažďováním povrchových
jílů a břidlic z lomu, odkud se dopraví do velkých skladovacích prostor na
rozdrcení. Drtiče rozbijí velké kusy hlíny či břidlice a dopravníky ji dopraví
k mlýnům, které rozemelou na jemný prášek. Takto získaný materiál prochází přes
vibrační síta, která oddělí jemné součásti pro další použití a hrubý vrátí zpět k
mlýnům, tak dlouho dokud všechno není přesně, jak má být. Do tohoto okamžiku
byl materiál v suchu, ale nyní nastupuje vlhčení a hnětení v hnětacím stroji. Tento
stroj se skládá z komory vybavené rotačními hřídelemi, ve které se při mísení
přidává voda ale i další součásti, jako například mangan pro požadovanou barvu
výrobku.
2. KROK: Dalším krokem je tvarování – ruční, strojem tvarované a vytlačované.
3. KROK: Vypalování. Připravené cihly prochází dlouhou pecí v nepřetržitém
pásu. Průběžné vypalovací pece, se sestávají z několika horizontálních a
vertikálních komor. Předehřívání, vypalování a chlazení se provádí v několika
zónách s různou teplotou a to až do 2000°C. Před vstupem do pece výrobce určí
způsob a typ vypalování, potřebné k požadovanému spektru barev. Pokud požaduje
barvy jasné, je nutné přímé vypalování od začátku procesu až do konce. Čím vyšší
teplota při vypalování, tím tmavší barvy a pokud je potřeba vyrobit světlejší
výrobek, pak je nutné použít nižších teplot.
Tvárnice z pórobetonu
• se vyrábějí z lehkých materiálů. Mají dobré
tepelně izolační vlastnosti, snadno se do nich sekají
drážky pro instalace. (Porfix, Ytong, Hebel, Pórobeton, atd.)
• Jako plnivo se používá křemičitý písek nebo
elektrárenský popílek (popř. škvára nebo struska). Jako pojivo se
používá cement, vápno, nebo směs cementu s vápnem.
▪ Plynobeton - pojivem je cement a vylehčení se dosahuje plynem, který vzniká
chemickou reakcí v důsledku vložení hliníkového prášku nebo pasty
▪ Plynosilikát - pojivem je vápno a vylehčení se dosahuje stejně jako v případě
plynobetonu
▪ Pěnobeton - pojivem je cement a vylehčení se dosahuje vmícháním pěnotvorné
přísady tzv. stabilní pěny
▼U každého zdiva, ve kterém mají být vedeny potrubní rozvody a
sekány drážky, je nutné počítat se změnou tloušťky zdiva a tudíž
ke snížení únosnosti, se kterou projektant musí počítat.
90
Betonové a železobetonové výrobky
Patří sem překlady nad dveře, okna a vrata garáží, podlahové
desky, stěny sklepů. Z betonu se provádějí základy nosné stěny
budovy. Vyzděná podlaží se zpevňují betonovým věncem. Podle
potřeby se beton vyztužuje ocelovými pruty nebo pletivem
(rohože, také kari sítě).
1) Vyjmenuj, alespoň 8 druhů stavebního materiálu.
2) Napiš, jakou schopnost má pojivo. Co je to vzdušné a
hydraulické pojivo.
3) Vysvětli, pojem „pálené vápno“ a „hašené vápno“.
4) Co je nevýhodou sádry. Napiš 2 základní skupiny, do kterých
sádru dělíme.
5) Napiš, jakou přibližnou hodnotu hustoty má písek.
6) Jakým způsobem se těží štěrk.
7) Napiš, základní 3 druhy malty.
8) Napiš, co je beton? Napiš, 4 druhy betonu.
9) Napiš, na jaké použití jsou určené cihlářské výrobky.
10) Stručně popiš, způsob výroby pálené cihly.
Těsnící a izolační materiály
S těsnícími a izolačními materiály se instalatéři setkávají při
potrubních rozvodech ve vodoinstalacích, vytápění, plynárenství,
klimatizaci.
Těsnící materiály
http://www.tesneninyvlt.cz/produkty ; http://www.saint-gobain-pam.cz
91
• mají za úkol utěsnit spoj mezi díly nějakého celku nebo
konstrukce (utěsňuje se např. potrubí, tvarovky, armatury,
čerpadla, výměníky tepla atd.).
• Použití konkrétního druhu, tvaru a velikosti těsnícího
materiálu závisí na: použitý druh a průměr potrubí, teplota a tlak
dopravovaného média.
• Těsnění se vyrábí v těchto tvarových podobách: těsnící šňůry,
vytvrzující tmely a kapaliny, těsnící kroužky, podložky a manžety.
• Balení těsnících materiálů: v tubách, sprejích, kartuších,
plastových lahví, plechovkách, konkrétních sadách podle určení.
• Těsnící materiály se rozlišují podle pevnosti a teploty (teplotní
odolnost +150°C), kterou musí trvale vydržet.
Pevnost těsnění
Nízká
Střední
Vysoká
Moment odtržení do 6 Nm 6 - 20 Nm nad 21 Nm
Základní druhy spojů:
hrdlové, přírubové, závitové, pájené, svařované
1. Těsnění hrdlových spojů
Hrdlem se spojují trubky plastové (rozebíratelným a
nerozebíratelným způsobem), litinové a kameninové
(rozebíratelným způsobem).
Trubky z plastu
Nerozebíratelný spoj je lepený. Materiál těsnění je lepidlo. U
potrubí z PVC-C je to lepidlo s názvem L20, Superfix, Instalfix atd.
Konec lepené trubky musí být čistý, odmaštěný, zdrsněný. Lepidlo
se nanáší po celém obvodu na oba spojované kusy. Pro ostatní
materiály potrubí se vyrábí samostatné lepidlo a vždy se dodržují
pokyny a doporučení výrobce.
92
Rozebíratelný spoj se provádí pomocí pryžových břitů (dříve tzv.
„O“ kroužků) osazených v hrdle. Břity se natírají speciální pastou,
aby se spoj mohl snáze provést a později rozebrat.
HT-Systém (PPs)®
KG-Systém (PVC)®
RV-Systém OSMA®
Snadné spojování prvků systému, pomocí násuvných hrdel,
těsněných elastomerovým kroužkem.
Trubky z šedé litiny
Tyto trubky se těsní konopným provazem a hliníkovou střiží.
Podle průměru trouby je provazec spletený z 12, 18 nebo 24
pramenů.
Postup utěsnění:
1.KROK: do hrdla se do 2/3 upěchuje konopný provazec
2.KROK: utěsnění vrstvou hliníkové střiže spletené do provazu (copu)
3.KROK: povrch spoje se omaže tmelem nebo natře penetračním
roztokem. Tato vrstva chrání hliník proti oxidaci a následnému vydrolení.
Jiné druhy spojů: http://www.saint-gobain-pam.cz
Trouby z kameniny
Tyto trubky se těsní konopným provazem a asfaltovou zálivkou
nebo těsnícím tmelem čí jinou speciální hmotou.
Postup utěsnění:
1.KROK: do hrdla se do 1/2 upěchuje konopný provazec
2.KROK: utěsnění asfaltem, těsnícím tmelem čí jinou speciální hmotou
3.KROK: povrch spoje se zahladí cementovou kaší
93
2. Těsnění přírubových spojů
Mezi příruby se vkládá kruhové těsnění potřebného průměru a
tloušťky. Materiál těsnění se používá pryž, klingerit, klingerit
potřený emulzí -pastou (Emulze je směs grafitu s olejem, emulzí se potírají
obě strany těsnění po celé ploše. V současnosti se nahrazuje emulze těsnící
pastou.), silikon.
3. Těsnění závitových spojů
Těsnícími materiály jsou konopí, teflonové pasty, teflonové
pásky, teflonové nitě, těsnící tmely (odolávají teplotám -55°C až
+150°C, tlakům až 5,5 MPa), vytvrzující gely.
• Před utěsněním konopím se na závit po celém obvodu nanáší
penetrační pasta (Fermit, Siseal apod.).
• Na ostatní těsnící materiály se další materiál nenanáší.
• Do šroubení a převlečených matic se vkládá kruhové těsnění (s
hranami nebo kónické).
4. Těsnění pájených spojů
Těsnícím materiálem a současně spojovacím je pájka.
• Měkké pájení je při teplotě tavení 220°C až 250°C. Používají se
cínové pájky v návinech až několik metrů na cívce.
• Tvrdé pájení je při teplotě tavení 670°C až 900°C. Používají se
mosazné pájky v tyčinkách v délce 300-500 mm v balení od 05, až
3 kg.
94
5. Těsnění svařovaných spojů
• U kovů je těsnícím materiálem a současně spojovacím, samotný
natavený svařovaný materiál a přídavný svařovací drát. Svařovaný
materiál a přídavný drát mají stejnou kvalitu.
• U plastů je tomu obdobně jako u kovů. Vlastní těsnící materiál se
nepoužívá. (viz. svařování na tupo, polyfuzí a elektrotvarovkou).
Izolační materiály
• Obecně zlepšují vlastnosti stavebních materiálů. Rozlišujeme
izolační materiály proti tepelným ztrátám, proti protékání vody a
proti šíření hluků a otřesů
1. Tepelně izolační materiály
• Úkolem tepelných izolantů je zabránit průniku tepla přes
stavební konstrukci, potrubí, výměníků, nádrže na teplou vodu atd.
Zamezení tzv. tepelného mostu, snížení rosení potrubí – možnost
vzniku koroze, plísní a snížení životnosti. Správná tloušťka izolace
je dána vyhláškou 151/2001 Sb., malá tloušťka zvyšuje tepelné
ztráty, velká tloušťka zvyšuje náklady a stává se nerentabilní
investicí.
• Dobrý tepelný izolant má velký tepelný odpor a malou tepelnou
vodivost (součinitel tepelné vodivosti).
Viz. také kapitola: Tepelně izolační vlastnosti.
2. Hydroizolační materiály
• Úkolem hydroizolantů je zabránit průsaku nebo průtoku vody
přes základy staveb, sklepních stěn a podlah. K tomu s louží tzv.
parozábrany, lepenky, desky, pásy a fólie.
• Základním materiálem je asfalt a dehet (obchodní názvy –
Bitagit, Bitubitagit, IPA atd.). Pozor na kvalitní napojení izolace,
protržení nebo zeslabení.
95
3. Zvukově izolační materiály
• Úkolem zvukových izolantů je zabránit šíření nadměrného hluku,
chvění či otřesu od technických zařízení, např. čerpadla v kotli,
kompresoru v klimatizačním zařízení, hluku od proudění média
v potrubí atd..
• Pro zvukovou izolaci potrubí se používají stejné materiály jako
pro tepelnou izolaci. V bytech na podlaze se používá korek nebo
pod plovoucí podlahu kročejová izolace z konopí, v nahrávacím
studiu zase akustický molitan s výstupky, proti zvuku chvění od
zařízení tlumící pryžová podložka.
1) Na čem bude záviset konkrétní použití druhu, tvaru a velikosti
těsnícího materiálu?
2) Vyjmenuj základní druhy spojů.
3) Stručně popiš spojování trubek z plastu systémem HT-systém.
4) Stručně popiš spojování trubek z šedé litiny / z kameniny
5) Jaký materiál se používá k těsnění přírubových spojů?
6) Jaký materiál se používá k těsnění závitových spojů?
7) Co je úkolem tepelné izolace? Jaké izolační fyzikální vlastnosti
má dobrý tepelný izolant?
8) Co je úkolem hydroizolace?
9) Co je úkolem zvukové izolace?
96
Technické plyny
Jedná o plyny používané k technickým účelům.
Vzduch
• Je to směs plynů, kterými jsou DUSÍK (78%), KYSLÍK (21%) a
pouhé (1%) zaujímají ostatní plyny (vodní pára, oxid uhličitý,
argon, neon, helium, metan, krypton, xenon), a tuhé částice
(prach, pyl, mikroorganismy).
• Fyzikální vlastnosti vzduchu při 0 °C a 101 325 Pa
Vlastnost
Symbol Jednotka Hodnota
Plynová konstanta
r
J/kg.K
287,10
Hustota
ρ
kg/m³
1,29
Měrná tepelná kapacita (0 °C)
c
kJ/kg.K
1,01
Teplota tání
tt
°C
-213,40
Teplota varu
tv
°C
-194,50
Lehčí než vzduch jsou: zemní plyn, acetylen, kyslík, dusík,
bioplyn a další.
Těžší než vzduch jsou: propan - butan, pentan a další.
• V průmyslu se používá stlačený vzduch na odfoukání nečistot
(třísek při obrábění), jako pohon pro pneumatické stroje, pro
dýchací přístroje potápěčů a záchranářů.
Zemní plyn (CH4)
• Je to nejpoužívanější palivo v plynném skupenství. Nevyrábí se,
je to přírodní plyn, těží se v místech, kde se nalézá ropa.
Dopravuje se potrubím.
• Zemní plyn je ve své přirozené formě látka bez barvy, tvaru a
zápachu. Abychom ho cítili, musí se odorizovat. Je nejedovatý,
nedýchatelný a lehčí než vzduch.
97
Patří do skupiny topných plynů, využívá se k vytápění, vaření a
ohřevu vody, v elektrárnách, teplárnách, v kogeneračních
jednotkách a v dopravě (jako pohon motorových vozidel).
Může se vyskytovat ve dvou formách. CNG (Compressed Natural
Gas), což je stlačený zemní plyn při tlaku 200 barů a LNG
(Liquefied Natural Gas), zkapalněný zemní plyn při teplotě
-162 °C. Skládá se převážně z methanu CH4 a vyšších uhlovodíků
(etan, propan, butan) s malou příměsí inertních plynů (helium, neon,
argon, krypton, xenon, radon).
Mez výbušnosti je v rozmezí od 5% až 15%.
http://www.zemniplyn.cz
Propan – Butan (C3H8 – C4H10)
• Používá se ke stejným účelům jako zemní plyn, navíc také
k pájení měděného potrubí nebo ke svařování ocelových trubek.
Používá se hlavně tam, kde není rozvod potrubí se zemním plynem.
• Netěží se, musí se vyrábět – destilací ropy (ropa se zahřeje na teplotu
350°C, při které dochází k odpařování. Páry jsou následně vpouštěny do destilační
kolony, kde jsou frakcionovány na základě své hmotnosti, propan a butan, benzín a
parafínové oleje, nafta, asfalt a mazací oleje). Lahve 2 kg, 10 kg a 33 kg.
Mez výbušnosti je v rozmezí cca 2% až 10%.
http://www.tomegas.cz
Acetylen (C2H2)
• Používá se ke svařování ocelových trubek, skladuje se
v tlakových lahvích o hmotnosti 4 kg (lahev 20 l), 8 kg (lahev 40 l), 10 kg
(lahev 50 l), nebo ve svazku 16 lahví hmotnosti plynu 144 kg.
98
Kyslík (O2)
• Používá se ve zdravotnictví při záchraně života, v průmyslu při
výrobě, v chemické a farmaceutické výrobě.
Ve směsi s acetylenem lze vytvořit acetylenokyslíkový plamen o
teplotě až 3150°C používaný ke svařování.
• Kyslík nesmí přijít do styku s mastnotou – tvoří velmi výbušnou
směs.
http://www.e-plyn.cz
Dusík (N2)
• Je nehořlavý, zdraví neškodný, bezbarvý plyn, bez chuti a bez
zápachu. Je dodáván jako stlačený v kovových tlakových
nádobách. Je lehčí než vzduch. Používá se jako zkušební plyn při
zkoušce těsnosti domovního plynovodu nebo kanalizace.
Bioplyn (N2)
• Vzniká v čistírnách odpadních vod při vyhnívacím procesu bez
přístupu kyslíku. Je to hořlavý plyn s obsahem CH4 (55% - 70%),
CO2, H2, N2, H2S. Používá se převážně k výrobě elektřiny a tepla vytápění, dále možnost využití jako alternativní palivo
v automobilech, a nakonec jako dodávky bioplynu do plynárenské
sítě nebo výrobcům tepla.
http://www.bioplyn.cz
Vysokopecní plyn (N2)
• Průměrné složení tohoto plynu je 28% CO, 2,5% H2, 0,5% CH4,
10% CO2, 59% N2. Vzniká při výrobě surového železa ve vysoké
peci. Je hořlavý a používá se k předehřívání železné rudy vkládané
do vysoké pece.
99
Barevné značení technických plynů
Vzduch
Kyslík
Dusík
Vodík
Acetylen
Bílá + čerň
Bílá
Černá
Červená
Bílý pruh
1) Vyjmenuj všech 8 druhů nejpoužívanějších technických plynů.
2) Napiš základní vlastnosti zemního plynu.
3) Napiš jaké je barevné označení technických plynů.
Zpracování technických materiálů
Odlévání
Jedná se o výrobu odlitků spočívající v ohřátí materiálu do
tekutého stavu a jeho nalití do formy a následné vychladnutí.
Odlévání se používá v případech, kdy není možné vyrobit daný
tvar jiným způsobem nebo pokud je odlévání technologicky či
ekonomicky výhodnější.
100
Před odléváním musí být nejprve vyroben model a forma.
Model – je výrobek tvarově shodný s odlitkem a slouží k výrobě
formy.
Forma – je tvořena materiálem , který se nachází při výrobě okolo
odlitku.
Způsoby odlévání
Odstředivé lití – při odlévání se otáčí forma do které se odlévá
Přesné lití – slouží k výrobě odlitků s malým přídavkem materiálu
pro další opracování
Sklopné lití – spočívá v převrácení tekutého kovu z tavící pece do
formy o 180°
Lití do skořepinových forem – tento způsob je vhodný pro
sériovou a hromadnou výrobu odlitků.
101
Tváření
Je způsob výroby předmětů z polotovarů změnou tvaru působením
vnější síly, přitom se zachovává soudržnost materiálu.
Řadíme sem: kování, válcování, lisování, vytlačování, tažení,
ohýbání atd.
Kování
K tváření dochází pomocí úderů nebo tlakem. Kováním se původní
struktura materiálu zjemňuje a zhušťuje. Kované výrobky pak
dobře snášejí dynamické zatížení (např. kliková hřídel.)
Kování dělíme na: kování za studena a za tepla, dále se dělí
kování na:
Ruční kování
Provádí se nejčastěji kladivem na kovadlině, je vhodný pro
kusovou výrobu nebo při výrobě složitějších tvarů nebo
uměleckých výrobků.
Strojní kování
Využívá se u sériové a hromadné výroby nebo při kování velkých
kusů.
U kování za tepla, které je častější rozlišujeme počáteční a
konečnou kovací teplotu (např. u oceli 11 500 od 1250°C do
750 °C).
Podle možnosti roztahování kovů dělíme kování na: Volné kování
a Zápustkové kování – tvar zápustky odpovídá tvaru vyráběného
předmětu.
102
Kovářské nástroje
Kladiva, kleště, sekáče a průbojníky, zápustky.
Kovářské práce
Prodlužování – kování do délky nebo vytahování přes hranu
kovadliny
Sekání – oddělování materiálu pomocí útinky nebo sekáč
Děrování – protažen děr různých průřezů průbojníkem
Osazování – zeslabení tyče v určité délce
Hlazení – přitloukání materiálu na sedlík
Ohýbání – změna tvaru polotovaru
Pěchování – krátké kusy se pěchují na kovadlině ve svislé poloze,
delší kusy ve vodorovné poloze
Kovářské svařování – ohřev oceli na 1300°C, působením tlaku na
kov v kašovitém stavu se vytvoří kovová vazba, vznikne jeden
celek (nejstarší způsob svařování)
103
Válcování
Je protahování kovu mezi otáčejícími se válci. Při válcování se
materiál současně prodlužuje a stlačuje. Válcování probíhá ve
dvou fázích. Nejprve vznikne polotovar a pak hotový výrobek.
Polotovar se nazývá předvalek, konečný výrobek vývalek.
Válcování za studena – vhodné pro výrobu profilů s čistým a
přesným rozměrem. Materiál se zpevňuje a současně snižuje
houževnatost.
Válcování za tepla – od 950 °c do 1100 °C, materiál prochází
mezi několika otáčejícími válci, dochází při tom k tvarování do
požadovaného geometrického tvaru. Struktura materiálu se zhustí
a zjemní. Rozlišuje se dále válcování podélné a příčné.
Válcováním se vyrábějí např. ocelové bezešvé trubky, dále
úhelníky, kulatina, čtyřhranné či šestihranné tyče apod. Jde o tzv.
válcovanou ocel.
Lisování
Jeden ze způsobů vytvoření nerozebíratelného spoje. Lisují se
různé materiály (ocel, měď, plast). K lisování se používá speciální
104
nářadí (lisovací kleště. Lisovaný spoj vydrží tlak až několik
desítek barů.
Vytlačování
Jde o tváření kovů, kdy kovový materiál prochází otvorem, ve
kterém mění svůj tvar nebo velikost. Vyrábějí se takto tyče, trubky a
tvarové profily kovů a slitin. Vytlačuje se za studena nebo za tepla.
Dopředné vytlačování – ohřátý materiál se vkládá do zásobníku a
vytlačuje se otvorem.
Zpětné vytlačování – materiál se vkládá do pouzdra a vytlačuje se
pohybem lisovací tyče do dutiny mezi pouzdrem a lisovací tyčí.
105
Tažení
Jde o protahování polotovarů ve studeném stavu přes otvor – průvlak.
Otvor v průvlaku je velmi přesný a musí geometricky odpovídat
požadovanému tvaru vyráběného profilu (např. drátu).
Obrábění
Při tomto způsobu opracování materiálu vznikají třísky. Proto také
třískové obrábění. Při obrábění vniká nástroj do obráběného
materiálu. Nástroj musí mít větší pevnost než obráběný materiál,
musí mít velkou odolnost proti opotřebení, změnám teploty a musí
být houževnatý. Pracovní část nástroje je břit s úhlem 75°až 90°.
Naopak obrobek je předmět, který je obráběný
106
Nejčastější způsoby obrábění jsou:
Soustružení, frézování, vrtání, vyvrtávání, vystružování, řezání,
broušení, sekání, hoblování, obrážení.
Při všech obráběčských pracích musí být obrobek i nástroj řádně
pevně upnuty.
107
1) Stručně popiš zpracování technických materiálů odléváním.
2) Vyjmenuj alespoň 5 způsobů tváření.
3) Vyjmenuj alespoň 5 druhů kovářských prací.
4) Stručně popiš zpracování technických materiálů lisováním.
5) Vyjmenuj alespoň 5 způsobů obrábění.
Tepelné zpracování kovů
Podstata a základy metalografie
Kovy a slitiny mají krystalickou strukturu (na obr.
Je slitina železa a uhlíku). )
Velikost krystalů má vliv na vlastnosti materiálů:
Malé krystaly znamenají – větší pevnost,
houževnatost
Velké krystaly znamenají – větší tvrdost a také křehkost
Podstatou tepelného zpracování kovů je krystalická struktura, která
se dá ovlivnit ohřátím materiálu na vhodnou teplotu a následným
různě rychlým ochlazením. Takto se změní např. mechanické
vlastnosti – pružnost, pevnost, tvrdost, tvárnost a houževnatost
nebo technologické vlastnosti – tvárnost, svařitelnost, slévatelnost
a obrobitelnost.
Různé krystalické stavy téhož kovu se nazývají modifikace.
U oceli nám jednotlivé modifikace popisuje rovnovážný diagram
soustavy železo – karbid železa.
108
109
rovnovážný diagram soustavy železo – karbid železa
Žíhání
Je pomalý ohřev na teplotu žíhání, udržení této teploty po určitou
dobu a pomalé ochlazení.
Pásma pro žíhání uhlíkových ocelí
Žíhání na měkko
Několikahodinový ohřev při teplotě těsně pod 723°C a pomalé
chladnutí v peci.
Účelem je zmenšit pevnost a tvrdost, zlepší se schopnost tváření za
studena, zlepší se obrobitelnost.
Žíhání ke snížení vnitřního pnutí
Pomalý ohřev na teplotu 500°C až 650°C, tak aby se žíhaná
součást rovnoměrně prohřála, a pomalé ochlazení na vzduchu.
Účelem je snížení nebo odstranění vnitřního pnutí vzniklé např. při
tváření za studena, svařováním, nerovnoměrným ohřevem nebo
ochlazováním, odebíráním velké třísky při obrábění.
110
Normalizační žíhání
Ohřev na teplotu asi o 50°C nad křivku A3 (750°C – 950°C), výdrž
na této teplotě cca 1 až 4 hodiny a následné ochlazení na vzduchu.
Účelem je dosáhnutí překrystalizace a tím vytvoření stejnoměrné
jemnozrnné struktury (po tváření a odlévání).
Kalení
Je pomalý a stejnoměrný ohřev
oceli na kalící teplotu a následné
rychlé ochlazení.
Ocel získává lepší mechanické a
fyzikální vlastnosti, dosahuje se
vyšší tvrdost, zvětšuje se pevnost
v tahu, ale klesá tažnost a
houževnatost – roste křehkost.
Ohřev materiálu – provádí se v lázních, v pecích a ve výhních.
Ohřev musí být pomalý, aby nedošlo k velkému vnitřnímu pnutí.
111
Ochlazení materiálu – provádí se nad hranicí kritické rychlosti
(asi 100 – 250 °C/s). Ochlazování se provádí do vody, do oleje, na
vzduchu (u samokalitelné oceli).
Povrchové kalení
Podstatou je intenzivní ohřev součásti pouze na povrchu, tak aby
se požadovaná tvrdost docílila na jejím povrchu a jádro součásti
zůstalo měkké tedy houževnaté (např. hřídelové čepy).
Povrchový ohřev materiálu – provádí se kyslíko acetylenovým
plamenem nebo vysokofrekvenčním el. proudem.
Popouštění
Provádí se ihned po kalení při teplotách mezi 200 – 300 °C, kdy se
tvrdý martenzit (přesycený tuhý roztok uhlíku v železe) mění na
měkký a tvrdý bahnit (jehlicovitá mikrostruktura uhlíkové oceli).
Popouštění zmírňuje křehkost a vnitřní pnutí zakalených součástí.
Zvyšuje houževnatost na úkor tvrdosti.
Popouštět lze:
Vnějším teplem – předmět se při kalení zcela ochladí a znovu se
musí ohřát na popouštěcí teplotu, následně se materiál ochladí ve
vodě.
Vnitřním teplem – kalený předmět se nenechá zcela vychladnout
a po vyjmutí z ochlazovací lázně se vyčká až teplo uvnitř předmětu
ohřeje povrch na popouštěcí teplotu a sledně se ochladí ve vodě.
Popouští se co nejdříve po zakalení, kdy je nebezpečí praskání
materiálu největší.
K popouštění se mimo jiného používají olejové lázně (do 250°C),
kovové lázně (slitina olova a cínu), nebo solné lázně (od 250°C a
výše).
112
1) Co je podstatou tepelného zpracování kovů?
2) Vysvětli pojem žíhání.
3) Vyjmenuj druhy žíhání.
4) Vysvětli pojem kalení.
5) Vysvětli pojem popouštění.
Chemicko-tepelné zpracování
Tímto názvem se označují způsoby difusního sycení povrchu ocelí
různými prvky (kovy i nekovy). S cílem dosáhnout rozdílných
mechanických nebo chemických vlastností povrchu a jádra
součásti.
Na rozdíl od povrchového kalení, při němž se rozdíly povrchu a
jádra získají změnou struktury povrchové vrstvy teplotního
průřezu součásti, je základem chemicko-tepelného zpracování
změna chemického složení povrchové vrstvy.
Požadovaných vlastností se buď dosahuje přímo tzn. jen
obohacením povrchové vrstvy přísadovým prvkem za zvýšených
teplot a pomalým ochlazováním (např. nitridováním), nebo
následujícím tepelným zpracováním, kterým bývá obvykle kalení a
popouštění při nízkých teplotách.
Cílem chemicko tepelného zpracování bývá často zvýšení tvrdosti
a odolnosti proti opotřebení povrchové části materiálu při
zachování houževnatého jádra.
Podle druhu sycení se následně provádí nebo neprovádí následné
tepelné zpracování jakým je již výše zmíněné kalení a popouštění.
K ohřevu se používají solné lázně (až 1350°C)
113
SYCENÍ POVRCHU NEKOVY
CEMENTACE:
•
povrch oceli je sycen uhlíkem (C) a proces se provádí za
účelem zvýšení tvrdosti povrchu součásti při zachování
houževnatého jádra. Pro oceli s obsahem uhlíku do 0,25%.
NITRIDACE:
•
Povrch oceli je sycen dusíkem (N) a provádí se ke zvýšení Rm
na povrchu součásti.
KARBONITRIDACE:
•
Karbonitridací se rozumí obohacení povrchové vrstvy
železných materiálů dusíkem (N) a v malých množstvích
uhlíkem (C). Toto chemicko-tepelné zpracování slouží ke
zlepšení odolnosti proti opotřebení a trvalé pevnosti. V
případě použití silné oxidační ochlazovací lázně dostanou
navíc součástky efektní černý vzhled a odolnost proti korozi.
NITROCEMENTACE:
•
Povrch oceli je sycen dusíkem (N) a uhlíkem (C) a proces se
provádí za účelem zvýšení tvrdosti povrchu součásti při
zachování houževnatého jádra. Pro oceli s obsahem uhlíku
0,3- 0,4 %.
SULFONITRIDACE:
•
Je to difúzní sycení povrchů kovových materiálů sírou (S),
dusíkem (N) a uhlíkem (C) v plynném prostředí. Součástky
takto chemicko-tepelně upravené mají velmi tvrdou
povrchovou vrstvu s vynikajícími kluznými vlastnostmi.
114
SULFINIZACE:
•
Je to stejně jako sulfonitridace difuzní sycení kovových
povrchů sírou ovšem v solných lázních.
BORIDOVÁNÍ:
•
Povrch součásti je sycen bórem (B). Tímto postupem se
rozumí nadifundování bóru do povrchu kovového obrobku.
U železných materiálů se podle způsobu účinku boridovacího
prostředku vytvářejí jednofázové nebo dvoufázové vrstvy.
Význačnou vlastností této železoboridové vrstvy je vysoká
tvrdost.
SYCENÍ POVRCHU KOVY
CHROMOVÁNÍ:
•
Povrch součásti je sycen chrómem (Cr) za účelem zvýšení
tvrdosti a estetičnosti.
ZINKOVÁNÍ:
•
Povrch součásti je sycen zinkem (Zn) za účelem zvýšení
korozivzdornosti a estetičnosti.
NIKLOVÁNÍ:
•
Při tomto procesu je povrch součásti sycen niklem
(Ni) elektrochemicky po předcházejícím nasycením povrchu
mědí. nikluje se za účelem zvýšení korozivzdornosti.
ALITOVÁNÍ:
•
Tento proces je nasycování povrchů kovů hliníkem (Al).
Hliník difunduje do povrchu ocelové součásti za vysokých
teplot a materiál je tak odolnější proti korozi. Podstatou je
difúze hliníku do povrchu základního ocelového materiálu při
115
teplotě zpravidla 800–1100 °C v prášku feroaluminia s
přídavkem chloridu amonného.
ALUMETOVÁNÍ:
•
Alumetování je úprava povrchu ocelových součástí hliníkem.
Provádí se metalizací hliníku o tloušťce až 0,5 mm na hrubě
otryskaný povrch, nátěrem vodního skla na vrstvu hliníku a
ohřevem v peci na 650 ° C po dobu 2 h a pak při 900–1000 °C
několik hodin. Hliník difunduje do povrchu a kromě toho
vytvoří na povrchu tenký film Al2O3, který zabraňuje
pronikání kyslíku do předmětu a jeho okujení. Součásti takto
upravené lze používat do teplot 800–1000 °C.
INCHROMOVÁNÍ:
•
Je nasycování povrchu oceli chrómem. Výrobky se žíhají v
práškovém ferochrómu při teplotě asi 1000 °C. Chróm vniká
do povrchu ocelovýh výrobků asi do hloubky 0,1 mm.
Inchromované výrobky jsou odolné proti účinkům slané vody.
ŠERARDOVÁNÍ:
•
Název této metody je podle firmy C. C. Sherard a spol., jde o
nasycování povrchu drobných ocelových součástek zinkem při
teplotě 380 až 450 °C. Součásti vložené do elektricky
vytápěného bubnu, který se otáčí, jsou obklopeny práškovým
zinkem. Zinek vniká do součástí (šrouby, matice, podložky
atd.) a vytváří na jejich povrchu vrstvu, která je chrání před
škodlivými atmosférickými vlivy.
1) Vlastními slovy popiš pojem Chemicko-tepelné zpracování?
2) Vyjmenuj druhy sycení povrchu nekovy.
116
3) Vyjmenuj druhy sycení povrchu kovy.
117

výukový materiál - Sou plynárenské Pardubice

Transkript

Podobné dokumenty

první linie_2_2012

Lovci Historie - LovecPokladu.cz

pdf Vyrocni_zprava_2009

journal 2/2010

postup výroby formy - Lučební závody Kolín

Příručka pro výrobce EEZ

Rejstřík - biologie všedního dne

Metody zkoušení mechanických vlastností materiálů

for habitat 2013 - Asociace českých nábytkářů

řetěz - PRZEDRAJDEM.pl

Anorganické povlaky

Wavin QuickStream PVC

Litina - OtahalConsult

Člen Asociace dodavatelů plastových potrubí

Geodézie a katastr nemovitostí - Střední průmyslová škola stavební