Opravy zvonov – ohliadnutie sa za opravami realizovanými vo Výskumnom ústave zváračskom
Ing. Miroslav Pavlík, PROFI-WELD s.r.o.
Abstrakt
Opravy zvonov zváraním, história opráv, hlavné zásady pri oprave zvona, opravy realizované vo VUZ Bratislava
Zvony, rovnako ako celé ľudstvo, majú svoje dejiny. Sprevádzajú nás od pradávna. Zvony, i keď v inej podobe ako ich poznáme dnes, používali už starí Egypťania. Išlo o kovové platne navzájom znitované s klopadlom vo vnútri. Takéto zvonky sa nachádzali aj v rímskych hroboch. K väčšiemu rozšíreniu zvonov dochádzalo až rozšírením kresťanstva.
Dlhá história zvonov
Prvé odlievané zvony boli zhotovené v škótskych a írskych kláštoroch okolo roku 490. Na veže kostolov v mestách sa zvony dostali okolo roku 800, na vidieku ešte neskôr. Zvony odlievali hlavne mnísi Benediktíni. Prvý predpis o tom, ako zvony používať pri cirkevných obradoch, vydal pápež Sabián v roku 604.
Od začiatku 13. storočia začínajú mať zvony tvar súčasných zvonov. V 16. storočí ich tvar zdokonalil Vanoccio, ktorý vo svojom diele „Piratechnia" opisuje aj spôsob opravy zvonov. Prvé odlievané zvony boli pomerne malé, až neskôr sa začali odlievať veľké zvony. Medzi najväčšie stredoveké zvony v západnej Európe patria napríklad zvon Gloriosa z erfurtského Dómu s hmotnosťou 11 400 kg a zvon Svätý Peter z Dómu v Kolíne s hmotnosťou 26 250 kg. Oba tieto zvony boli už opravované, pričom erfurtský zvon bol opravovaný priamo na veži. Najväčší zvon odliali v roku 1735 v Rusku. Má hmotnosť 270 000 kg a volá sa „Cársky zvon". Teraz je umiestnený pod zvonicou Ivana Veľkého. Zvon nikdy neslúžil svojmu účelu nakoľko je z neho ulomený 11 tonový úlomok. K najväčším funkčným zvonom patrí zvon „Boľšoj" s hmotnosťou 72 000 kg. Najväčší výkyvný zvon s hmotnosťou 36 200 kg bol odliaty v roku 2006 holandskou zvonolejárskou firmou pre japonské mesto Gotemba. Najväčší český zvon je „Zigmund“ s hmotnosťou 16 500 kg. Najväčší zvon na Slovensku je „Campana gneralis“ s hmotnosťou 6000 kg a je umiestnený v mestskom hrade v Banskej Bystrici.
Opravy zvonov v histórii
Tak ako je dlhá história vzniku zvonov, tak dlhá je aj história ich opráv. Jednu z prvých opráv opisuje Theopilus vo svojom popise zvonolejárstva už v 11. storočí. Taktiež už spomínaný Vanoccio v diele „Piratechnia" opisuje spôsob opravy zvonov. Vo všeobecnosti sa v tých dobách používal tzv. téglikový spôsob opravy. Do rozšírenej trhliny predhriateho zvonu sa lial z téglika horúci kov, až do doby, keď sa zistilo zmäknutie zvonoviny v okolí trhliny. Potom sa kov nechal pomaly schladnúť. V stredoveku sa taktiež používalo spájkovanie. Trhlina sa vybrúsila a vyliala spájkou z cínu, zinku a bizmutu. Úspešné použitie tejto metódy je doložené v Magdeburskej Schäppenchronik z roku 1453. Ďalší spôsob opravy zvona je opísaný v Krünitzovej encyklopédii z roku 1780.
Netypická oprava zvona sa uskutočnila v roku 1985 kedy bol priamo na veži zváraný zvon Gloriosa z erfurtského Dómu s hmotnosťou 11 400 kg. Na opravu 70 cm trhliny sa použilo 60 kg spájky. Tento zvon znovu praskol v roku 2004, kedy na ňom vznikla 40 cm trhlina. Táto oprava sa však už na veži neuskutočnila.
Ak vznikne na zvone trhlina v dôsledku dotýkania sa hrán praskliny sa veľmi sťaží kmitanie, a vznikne nečistý zachrípnutý zvuk. Vo väčšine prípadov sa prasklina dá opraviť aj tak, že sa miesto, kde je trhlina až po jej koniec vybrúsi, čím sa dosiahne, aj keď nie vždy dokonalý, ale aspoň prijateľný zvuk.
Obr.1. Príklad prasknutého zvona
Hlavné zásady pri oprave zvona
Súčasná metóda je založená na zváraní, pričom sa na natavenie základného materiálu používa kyslíkovoacetylénový neutrálny plameň. Pred samotnou opravou je potrebné upozorniť na dva základné faktory, ktoré tvoria problematiku opravy zvonov :
- veľká krehkosť materiálu
- zlá tepelná vodivosť.
Z vyššie uvedeného vyplývajú nasledovné zásady:
1. Rovnomerný a pomalý ohrev
Ideálne je zvon predhriať v peci. Samozrejme, je to možné len pri malých zvonoch. Pri veľkých zvonoch musíme voliť ohrev pomocou horákov, ktoré musíme rozmiestniť tak, aby sme zvon rovnomerne ohrievali. Zvon sa musí taktiež tepelne zaizolovať proti rýchlemu chladnutiu. Predohrev sa volí v rozsahu 450 - 500 °C.
2. Druhá zásada sa týka prípravy trhliny
Trhlina so môže vytaviť alebo vybrúsiť. Úkos volíme takým spôsobom, aby sa dal prevariť celý prierez steny zvonu. Pri brúsení hlavnej trhliny, smerujúcej zväčša kolmo na veniec, treba zisťovať aj prítomnosť vedľajších trhlín, ktoré sú orientované kolmo na hlavnú trhlinu. Takéto trhliny výrazne komplikujú opravu.
Obr.2 Vybrúsená trhlina
3. Treťou zásadou je použitie vratného kroku
Zvára sa v krátkych úsekoch 60 - 70 mm smerom od konca trhliny, pričom sa pretavujú 2/3 hrúbky steny zvona. Po ukončení daného úseku sa zvon otočí a zvára sa koreň z vnútornej strany. Po dokončení prvého úseku sa obdobne postupuje v ďalších úsekoch až ku koncu úkosu. Posledný úsek je vhodné robiť v obrátenom smere a zvar ukončiť na okraji zvona.
Počas zvárania je nutné dodržiavať teplotu a hlavne vyrovnávať vznikajúce nerovnomernosti teploty. Po ukončení zvárania sa zvon dohreje na teplotu cca 450 °C. Celý zvon sa obalí do tepelnoizolačného zábalu a uloží sa na izolačnú podložku. Takto sa nechá chladnúť niekoľko dní. Na zváranie je vhodné použiť liate tyčky podobného zloženia ako má zvonovina. Dosiahne sa tak rovnaká farebnosť opravovaného miesta. Je tiež možné použiť spájku so zložením Cu50ZnNi alebo Braze Tec 48/10. Tieto spájky majú podobnú farbu ako zvonovina. Na záver sa prevýšenie zvaru obrúsi a nanovo sa vybrúsia aj zváraním poškodené písmená. Zvon sa očistí kartáčom a zakonzervuje včelím voskom. Takto pripravený zvon je možné znovu umiestniť do veže.
K problematike opráv treba poznamenať, že chemické zloženie zvonoviny sa mení prípad od prípadu. Štandardne zvonovina obsahuje 18 - 25 % cínu a množstvo prímesí ako Zn, Pb, Sb, Si, P, Fe. Táto skutočnosť má značný vplyv na tavenie a citlivosť na ohrev, a tým na celý postup opravy, takže pri samotnej oprave treba postup často prispôsobovať vzniknutým okolnostiam. Často sa stávalo, že zvonolejár v snahe odovzdať čo najkrajší zvon, vypĺňal dutiny na povrchu nízkotavitelným kovom, najčastejšie olovom, čo sa pri oprave prejavilo vytečením. Pri starých zvonoch možno naraziť pri zváraní na veľké lunkre a vnútorné dutiny, ktoré zváračovi pripravia nemilé prekvapenie. Vzhľadom na kultúrnu hodnotu však vždy stojí za to pokúsiť sa zvon zachrániť pred preliatím pre budúce generácie.
Obr.3. Zváranie zvona
História oprav zvonov vo VUZ
História oprav zvonov sa začínala písať spolu so vznikom Výskumného ústavu zváračského a je spojená s menom Ing. Michala Bašistu, ktorý ako vedúci útvaru zvárania plameňom a rezania kyslíkom vykonal spolu so pracovníkmi tohto útvaru cez 60 opráv zvonov počas 40 rokov svojho pôsobenia na ústave. Zväčša pochádzali z rokov 1920-1924. Opravil aj niekoľko unikátov. Napríklad zvon z roku 1507 a taktiež zvon z roku 1686, odliaty na pamäť vyhnania Turkov z Budína. Po odchode Ing. Bašistu do dôchodku sa za mojej účasti opravilo v rokoch 1992 - 2000 asi 18 zvonov. Niektoré historicky zaujímavé zvony ako napríklad zvon zo Svätého Jura z roku 1400 sme pre výhrady Pamiatkového úradu neopravovali, nakoľko zvon je historicky cenný. Tento zvon je zatiaľ najstarší doklad o použití gotickej minuskuly na zvone zo Slovenska. Zaujímavosťou tohto zvona je, že prasklina na ňom vznikla pri požiari v roku 1802 pričom sa ho pokúsili opraviť v roku 1848, ale po oprave praskol znovu.
Najznámejší zvon, ktorý sme opravovali bol zvon z Dómu sv. Martina s názvom WEDERIN. Tento zvon odlial dvorný zvonolejár Baltazar Herold v roku 1675. Zvon mal hmotnosť 2 513kg a bol odliaty z cínového bronzu s chemickým zložením 84 % Cu a 16 % Sn. Na úderovom venci zvona sa nachádzali výtlky a meraním bol zistený úbytok hmoty 20,3%. Za kritické sa považuje zoslabenie steny o 20 %. Zvon bol podrobený diagnostike s cieľom zistiť prípadne trhliny. Na zvone sme žiadne trhliny nezistili a po akustických skúškach bol zvon zakonzervovaný včelím voskom. Následne bola vykonaná úprava jarma zvona tak, aby ho bolo možné pootočiť do polohy, kedy srdce udiera mimo poškodených častí zvona. Štandardné pootočenie o 90 °, ktoré umožňoval úchyt zvona, nebolo možné vykonať, nakoľko sa zvon vo svojej histórii už raz pootáčal. Napokon bol zvon po dôkladnej rekonštrukcii a novom uchytení do jarma v novembri roku 1999 znovu slávnostne inštalovaný.
