Na tom do jaké míry se podaří povrch očistit a upravit závisí kvalita a životnost následující povrchové úpravy. Každá operace však prodražuje výrobní proces a proto je v podnicích snaha omezit předúpravu na minimum. Je však nutno si uvědomit, že při překročení tohoto minima dojde ke snížení životnosti povrchové ochrany a úspora se po kratší či delší době změní v ekonomickou ztrátu.
Povrch základního materiálu musí být před aplikací nátěrových hmot zbaven všech nečistot a zplodin, které zhoršují jakost celkové povrchové úpravy. Účinnou ochranu kovů proti povětrnostním či korozním vlivům poskytují pouze takové ochranné vrstvy, které jsou v přímém kontaktu s kovem. Nedůslednost při předúpravách se nemusí projevit bezprostředně po dokončení nátěrového systému, ale až po čase, který potřebují aktivní nečistoty k vytvoření energie, dostačující k porušení celistvosti a přilnavosti povlaku. Důležitým faktorem při hodnocení kvality povrchu z hlediska vhodnosti pro aplikaci nátěru je kromě čistoty i jeho tvar a stupeň drsnosti. Praktické výsledky ukazují, že vysoce hladké a leštěné povrchy nejsou nejvhodnější pro kotvení nátěru. Naopak mírným zdrsněním se povrch mnohonásobně zvětší a stává se tak vhodnějším pro kotvení a přilnavost nátěru.
Podle povahy znečištění rozeznáváme:
Všechny výše uvedené nečistoty a vrstvy musí být před zhotovením základního nátěru vhodným způsobem odstraněny. K tomu slouží dále uvedené technologické procesy:
Ruční mechanické čištění povrchu
Působí-li se na zkorodovaný nebo zaokujený povrch vnější mechanickou silou, nastává narušení a uvolňování nečistot, které se tak odstraní. Mezi mechanické způsoby čištění povrchu patří:
Na tlustostěnné předměty, kde nehrozí nebezpečí deformace, se používá ručního oklepávacího kotouče, upevněného na ohebné hřídeli. Na jiném principu pracují pneumatické oklepávače a čistící pistole vybavené buď svazkem jehel v pohyblivé objímce, nebo sekáčem, které jsou vyměnitelné. Pistole je poháněna stlačeným vzduchem v rozsahu 0,4 - 0,6 MPa. Nečistota je jehlami nebo sekáčem rozbíjena na malé částečky a uvolňována a před další úpravou se odstraní nejlépe rotačním ocelovým kartáčem.
Při mechanickém obrušování se povrch odebírá až na čistý kov tvrdým brusivem. Ruční broušení je namáhavé, zdlouhavé a málo účinné. Proto se v průmyslové praxi používá jen málo. Výhodné jsou pneumatické nebo elektrické brusky pracující s vyměnitelnými kotouči různé velikosti, tvaru a zrnitosti abraziva.
Otryskávání
Čištění povrchu kovu otryskáváním umožňuje zabezpečit jeho dokonalou přípravu pod nátěr. Poskytuje nejen povrch kovově čistý, ale i dosažená vhodná drsnost (závisí na volbě otryskávacího prostředku) přispívá k lepšímu zakotvení základních nátěrů. Otryskávání je nejefektivnějším postupem při odstraňování nečistot mechanickou cestou.
Provádí se pneumatickými tryskacími pistolemi nebo metacími koly. Tryskacím materiálem, vrhaným na povrch čištěného kovu pod značným tlakem, je buď ocelolitinová drť, struska, keramické materiály apod. Křemičitý písek hojně používaný v minulosti pro otryskávání za sucha se dnes již tolik nevyužívá. Důvodem je nebezpečí vzniku silikózy u pracovníků provádějících otryskávání. Je však možné ho použít pro otryskávání za mokra, tj. ve směsi s vodou, případně s přídavkem inhibitoru koroze, který zabrání zrezivění čerstvě otryskaného ocelového povrchu. Otryskávání lze použít pro masivnější předměty, u nichž není nebezpečí deformace nebo proražení. Otryskáním lze odstranit z kovového povrchu v podstatě všechny druhy nečistot.
Moření
Moření je čištění povrchu kovů od vrstev rzi a okují jakékoliv tloušťky chemickým působením kyselin, případně i louhů. Zplodiny koroze se převádějí na rozpustnou formu a s povrchu se oplachují. Provádí se na předmětech ponořených do mořící lázně.
Pevně lnoucí okuje se kyselinou zvolna rozpouštějí v místech, kde nejsou celistvé a kyselina může pronikat až k povrchu kovu. Odlupují se účinkem vznikajícího vodíku, přičemž mírné naleptání kovu moření urychluje. Vznik atomárního vodíku ve stavu zrodu se projevuje nepříznivě, tzv. vodíkovou křehkostí. Při hloubkovém průniku bývají následky závažné hlavně u tenkostěnných výrobků, které tím ztrácejí odolnost v ohybu.
Před mořením musí být povrch odmaštěn a zbaven nepřilnavých nečistot, aby chemické působení probíhalo stejnoměrně na celém povrchu a lázeň se nadměrně neznečišťovala. Po moření následuje co nejdříve několikanásobný oplach vodou, aby zbytky kyselin, solí nebo louhů nenarušovaly jakost nátěrového systému.
V nejširším měřítku se k moření používá kyselina sírová, solná a fosforečná s přídavkem látek, které zabraňují rozpouštění oceli, ale nebrání odstraňování okují a rzi. Jedná se o inhibitory koroze účinné v kyselém prostředí.
Chemické odrezování
Podstata chemického odrezování je stejná jako moření zaokujeného povrchu. Rez však reaguje na působení kyselin rychleji než okuje, proto se pracuje při nižších teplotách a v kratších časech. Rovněž používané kyseliny mohou být méně agresivní v účincích na kovy a v nižších koncentracích.
Nejčastěji se používá kyselina fosforečná, která je zdravotně nejméně závadná, nezamořuje okolí čpavými dýmy, málo naleptává kov a tvoří nerozpustné fosfáty.
Princip odrezování spočívá v převádění rzi na fosforečňany, což nelze v plném rozsahu ztotožňovat s procesem fosfatizace. Stejně jako při moření doporučuje se při chemickém odrezování nejprve odstranit méně přilnavé korozní vrstvy mechanickou cestou a povrch zbavit mastnoty.
Na trhu je řada přípravků, označovaných a doporučovaných jako bezoplachové a oplachové odrezovače. Ve všech případech je bezpodmínečně nutné respektovat návody k jednotlivým přípravkům a před aplikací nátěrových hmot si ještě vhodnost této technologie předem ověřit. Pracuje se s látkami, které mohou při neodborném použití povrch kovu upravit na zcela nevhodnou kvalitu.
Bezoplachové odrezovače je nožné použít jen na povrchy pokryté slabým náletem rzi, a to na konstrukce hladké, bez spojů, profilů a špatně přístupných míst. V nich se přípravek udržuje dlouho v mokrém, nezreagovaném stavu, často až do doby nanášení nátěrové hmoty. Pod nátěrem jsou tyto zbytky zdrojem vad, hlavně tvorby osmotických puchýřů a pozdějšího odlupování. Výsledný povrch po chemickém odrezení musí být matný, slabě našedlý, čistý, zbavený všech korozních produktů a zplodin reakce kyseliny se rzí. Na povrchu se nesmí objevovat výluh s kyselou reakcí, která je důkazem přítomnosti látek schopných znehodnocovat nátěrové systémy. Dobrých výsledků se dociluje vysoušením odrezeného povrchu horkým vzduchem.
Podstata úpravy povrchu kovů chemickým odrezením spočívá v odstranění rzi kyselinou kombinovanou v příslušném odrezovači s inhibitory koroze a dalšími látkami, které usnadňují penetraci či smáčivost povrchu apod.
Po aplikaci oplachového odrezovače, kterou lze urychlit zvýšením teploty lázně na 30-40 0C po dobu působení 5-30 min, je nutný oplach teplou vodou a dále oplach vhodným pasivačním prostředkem.
Odmašťování
Odmašťování je souhrnný název pro odstraňování všech druhů ulpělých nečistot z povrchu kovu, které jsou k povrchu kovu vázány buď fyzikální adsorpcí (např. látky mastného charakteru) nebo adhezními silami (jemně rozptýlené anorganické nečistoty, prach, kovové třísky apod.). Jejich energie vazby ke kovovému povrchu je mnohem menší než u nečistot vázaných chemicky (okuje, rez) a lze je tedy odstranit snadněji a beze změny kovového povrchu.
Úkolem odmašťovacích přípravků je uvolnění těchto nečistot s povrchu kovu, jejich převedení do roztoku nebo emulze a zabránění jejich zpětném redepozici na kovovém povrchu.
Operace odmašťování se provádí různými způsoby, z nichž nejdůležitější a nejvíce rozšířené jsou tyto postupy:
Odmašťování v organických rozpouštědlech byl velmi rozšířený způsob čištění, při kterém se mastné látky na povrchu kovu rozpustí a zároveň se uvolní i ostatní ulpělé nečistoty. Organická rozpouštědla většinou nezpůsobují korozi. Pomocí organických rozpouštědel se mohou odstranit i silné vrstvy mastných nečistot. Nevýhodou však je skutečnost, že organická rozpouštědla nevyhovují požadavkům bezpečné a zdravotně nezávadné práce.
Ideální rozpouštědlo by mělo být levné, bezpečné, zdravotně nezávadné, snadno regenerovatelné a univerzálně účinné. Tomu se však používaná rozpouštědla jen více či méně přibližují. Nejvíce se používají ropné produkty (aromatické či lépe alifatické uhlovodíky). Nejčastěji je však používán k odmašťování technický benzin. Pro jeho vysokou hořlavost je nutno při tomto způsobu čištění zachovávat velmi přísné bezpečnostní předpisy.
Uplatnění organických rozpouštědel k odmašťování bývá zejména v menších závodech vzhledem k poměrně nízkým nákladům, technické jednoduchosti a vysoké účinnosti čištění. Mnohdy však zůstává nedořešena otázka likvidace vypotřebovaných rozpouštědel.
Odmašťování v alkalických roztocích je nejvíce rozšířený způsob čištění kovového povrchu hlavně v galvanice. Účinnost alkalického odmašťovacího procesu spočívá hlavně v koloidně chemických pochodech, tj. v emulgaci a dispergaci nečistot nejrůznějšího druhu, dále ve zmýdelnění některých mastnot a v zabránění redepozice nečistot na kovovém povrchu. Alkalické odmašťovače bývají obohaceny povrchově aktivními látkami.
Alkalické odmašťování se většinou provádí ponorem nebo postřikem a oproti organickým rozpouštědlům je lacinější a bezpečnější. Odpadní vody a vyčerpané lázně však musí být likvidovány (neutralizovány) v čistírnách odpadních vod.
Odmašťování pomocí detergentů nabylo na důležitosti zavedením látek povrchově aktivních a znamenalo zásadní obrat ve vývoji alkalických odmašťovacích přípravků. Nejprve byly aplikovány anionaktivní tenzidy, později neionogenní a posléze i amfolytické tenzidy.
Používání povrchově aktivních látek v oblasti odmašťování umožnilo podstatné zvýšení kvality, jeho urychlení i snížení pracovní teploty. Zavedení tenzidů rovněž umožnilo upustit od dříve běžných vysokých hodnot pH a přejít na roztoky slabě alkalické až téměř neutrální, nebo dokonce odmašťovat v kyselém prostředí.
Detergenty lze aplikovat ručně, ponorem i postřikem včetně vysokotlakého postřiku. Pro každou aplikaci nutno zvolit vhodný přípravek vyhovující zvolené odmašťovací technologii. Jejich velkou předností je skutečnost, že obsahují z více jak 90 % látky biologicky odbouratelné a tedy snadno likvidovatelné.
Emulzní odmašťování využívá jak přímého rozpouštění mastnot v organickém rozpouštědle, tak i jejich emulgaci ve vodném prostředí. Tato metoda je velmi účinná i na značně znečištěné povrchy a velké konstrukční celky. Provádí se při ponoru, potíráním (ručně) a postřikem při normální či zvýšené teplotě. Při emulzním způsobu odmašťování se nedosahuje zcela smáčivého povrchu, přesto je odmaštění postačující.
Přípravky jsou zpravidla založeny na směsi účinných ropných rozpouštědel s obsahem speciálních tenzidů a emulgátorů. Jejich odmašťovací schopnost je spolehlivá, dokonale rozpouštějí a emulgují mastnoty a převádějí je do vodou omyvatelné emulze. Odpadní vody musí před vypouštěním do kanalizace projít úpravnou vod.
Odmašťování pomocí ultrazvuku se uplatňuje zejména při čištění povrchu profilovaných součástí, u nichž se nedosahuje dobrých výsledků při použití běžných čistících prostředků a postupů, zvláště při odstraňování nečistot z různých záhybů nebo malých otvorů. Ultrazvukové zařízení dodává vysokofrekvenční energii z generátoru přes ultrazvukový budič do nádrže s čistící kapalinou, kde dochází k přeměně této energie na energii akustickou, která rozkmitává kapalinu a spolu s kavitačními účinky se zúčastňuje čistícího procesu.
Jako čistící kapalina se používají organická rozpouštědla i vodné odmašťovače. Odmašťování pomocí ultrazvuku je použitelné pouze u předmětů menších rozměrů, které mohou být umístěny do vyráběných velikostí odmašťovacích van.
Odmašťování pomocí páry se obvykle aplikuje při odmašťování a čištění povrchu rozměrných zařízení. Je to velmi účinná metoda na odstraňování i zaschlých, zapečených, připálených a jiných nečistot.
Tepelný a tlakový účinek páry je možno kombinovat dávkováním odmašťovacího prostředku, případně i s oplachem horkou vodou.