Témata
Reklama

Ochrana kovů proti korozi

Ruku v ruce s technickým pokrokem jdou i korozní problémy. Technický pokrok vede k vývoji nových technologií a technologických prostředí, výkony strojů se zvyšují uplatněním vyšších provozních parametrů a nových, většinou agresivních médií. Vzhledem k tomu, že koroze kovů vážně postihuje různé oblasti průmyslového rozvoje a působí značné škody, věnují státní orgány v průmyslových zemích problémům spojeným s korozi a zejména s ochranou proti korozi značnou pozornost.

Český termín "tunelování" se v novém významu objevil v devadesátých letech minulého století a v tomto novém významu "obohatil" mluvnici různých národů. Jak všichni víme, význam tohoto termínu je spojován s nežádoucí činností "lidského činitele".
"Tunelovat", ve smyslu škodit národnímu hospodářství, mohou též i přírodní živly, přičemž škody působené dvěma z nich lze do značné míry snížit cílevědomými postupy uplatněnými společností v praxi. Jedním z těchto živlů je oheň, který způsobil v roce 2000 přímé škody vyčíslené částkou 1 426 000 000 Kč a následné škody dosáhly 55 000 000 Kč. Škody, které by požáry mohly způsobit, by mohly být o několik řádů vyšší. Za to, že tomu tak není, vděčíme cílevědomým preventivním opatřením, které v celostátním měřítku organizuje a zajišťuje ve spolupráci s mnohými našimi organizacemi a občany Generální ředitelství Hasičského záchranného sboru ČR.
Jiná je však skutečnost v oblasti "činnosti" druhého živlu, jímž je koroze kovů. Škody způsobené korozí v celém Československu byly v roce 1990 vyčísleny částkou dosahující 18 miliard Kč. Po rozdělení Československa, a tedy majetku, aktiv a pasiv v poměru 2 : 1, zůstalo nám z této částky 12 000 000 000 Kč ztrát. Škody působené korozí kovů nejsou tak viditelné jako požáry, a proto se o tom u nás málokde píše a pojednává.
Reklama
Reklama

Ochrana kovových výrobků

Pojem koroze je v dnešní době používán v širším významu a vztahuje se nejenom na kovy, ale i na jiné materiály, které podléhají degradaci vlivem faktorů přírodního nebo technologického prostředí. Mluví se např. o korozi plastů, skla, betonu a dalších materiálů.
Ochrana kovových výrobků proti rozrušování a znehodnocování působením přírodních podmínek (atmosférické vlivy, působení vody a prostředí půdy) a technologických prostředí (vysoké teploty a tlaky, kyseliny, roztoky solí apod.) patří v průmyslových zemích k významným technickým oborům. Škody působené korozí kovů představují totiž v různých zemích hodnotu 1 - 5 % hrubého domácího produktu.
Ochranu kovových výrobků proti vlivům prostředí lze zajistit různými způsoby, z nichž nejběžnějšími jsou volba materiálu, úprava korozního prostředí a použití ochranných povlaků.
Volba materiálu je zdánlivě nejjednodušší způsob. Nevyhovuje-li nám daný materiál, zvolíme jiný, vhodnější. Vyžaduje to však hlubokou komplexní znalost materiálů a vztahů mezi materiálem a konkrétním korozním prostředím. Vysoké parametry tlaků a teplot a různost technologických prostředí v chemickém průmyslu, energetice a v jiných průmyslových odvětvích vyžadují často řešení korozních problémů volbou materiálů. Kromě technické způsobilosti má navrhovaný materiál také prokázat ekonomickou výhodnost volby.
Úprava korozního prostředí se často používá v oblasti dočasné ochrany výrobků při skladování a přepravě. Klasickým příkladem úpravy korozního prostředí je odstranění kyslíku rozpuštěného v napájecí vodě používané pro elektrárenské soustavy.

Aplikace ochranných povlaků

Z celkových korozních ztrát připadá značný podíl na ztráty vyvolané působením atmosférických vlivů na strojírenské výrobky, ocelové mostní a stožárové konstrukce. Převážná část těchto kovových výrobků je zhotovená z uhlíkových ocelí, které podléhají atmosférické korozi. Do této kategorie lze zařadit též poškozování železobetonových konstrukcí vyvolané korozí ocelové výztuže. Řešit ochranu proti korozi těchto výrobků volbou materiálu nebo úpravou korozního prostředí není reálné.
U těchto kovových výrobků je hlavní způsob ochrany založen na aplikaci ochranných povlaků. Jedná se o povlaky organické (nátěry), povlaky kovové (zinkové, hliníkové a slitinové) a povlaky kombinované (kovový povlak kombinovaný s nátěrem). V oblasti ochrany proti korozi povrchů strojírenských výrobků, mostních a ocelových konstrukcí je dominujícím způsobem povrchové úpravy aplikace organických povlaků.
Organické povlaky chrání kovový povrch pomocí čtyř základních ochranných mechanismů. Jsou to inhibiční, bariérový, adhezní a elektrochemický mechanismus ochrany.

Inhibiční mechanismus ochrany

V průběhu téměř dvou století byl s úspěchem pro ochranu kovových povrchů využíván inhibiční mechanismus ochrany. Účinnost tohoto mechanismu ochrany zajišťovaly antikorozní pigmenty obsažené v základních nátěrech. Jedná se o velmi účinné, avšak vysoce toxické sloučeniny na bázi olova a šestimocného chrómu. Přibližně před 20 až 30 lety došlo v celosvětovém měřítku k výrazné snaze odstranit z pracovního a životního prostředí škodlivé látky, což se také projevilo ve vyloučení uvedených sloučenin ze základních antikorozních nátěrů. Nové antikorozní pigmenty jsou sice méně škodlivé pro životní prostředí, avšak jsou také méně účinné než klasické antikorozní pigmenty.

Bariérový způsob ochrany

Zabezpečení požadavků na dlouhodobou ochrannou účinnost nátěrů v současné době spočívá v širokém uplatnění povlaků, které chrání kovový povrch proti korozi bariérovým mechanismem.
U klasických nátěrových systémů, používaných pro ochranu ocelových mostních a stožárových konstrukcí, se základními nátěry obsahujícími toxické antikorozní pigmenty byla pro zajištění dlouhodobé ochrany povrchu kovu v atmosférických podmínkách postačující jejich tloušťka v rozsahu nepřevyšujícím 120 - 150 µm. U nátěrových systémů, jejichž ochranný účinek je založen na bariérovém mechanismu, má být jejich tloušťka obvykle v rozsahu 250 - 350 µm.

Adhezní mechanismus ochrany

Adhezní mechanismus ochrany je do určitého stupně účinnosti vlastní prakticky všem nátěrovým systémům. Současný vývoj zaměřený na plné využití tohoto mechanismu ochrany je orientován na studium velmi tenkých ochranných vrstev, jejichž tloušťky jsou nesrovnatelně menší než tloušťky uvedených nátěrových systémů. Tyto tenké vrstvy plní zároveň i funkci bariérového mechanismu ochrany.

Elektrochemický mechanismus ochrany

Elektrochemický mechanismus ochrany je vlastní nátěrům s vysokým obsahem zinkového prachu. Tento mechanismus ochrany působí u nátěrů s vysokým obsahem zinkového prachu pouze krátkou dobu po jejich vystavení povětrnostním vlivům. Dochází totiž k utěsnění pórů v nátěru, zejména korozními produkty zinku, a pak se uplatňuje bariérový mechanismus ochrany. Je nasnadě otázka, zda zde nedochází ke zbytečnému plýtvání zinkem. Určité řešení se nabízí částečnou náhradou zinkového prachu jádrovým pigmentem tvořeným částicemi s inertním jádrem z levné a dostupné sloučeniny opatřené velmi tenkou vrstvičkou kovového zinku. Je vhodné poznamenat, že Mezinárodní organizace pro ochranu životního prostředí (International Environmental Protecting Agency) zařadila zinek mezi polutanty, tj. látky, které škodí životnímu prostředí.

Problémy aplikovaného výzkumu a vývoje

Řešení základů problematiky koroze a ochrany kovů proti korozi patří do oblasti aplikovaného výzkumu a vývoje. Základní poznatky čerpá tento obor z řady vědních disciplín, jako je fyzika, obecná chemie, metalurgie, makromolekulární chemie, anorganická chemie a řada dalších. Nevýhoda oboru ochrany kovů proti korozi spočívá v tom, že nepracuje pouze pro jeden konkrétní technický výrobní obor. Ochranu proti korozi potřebují prakticky všechny průmyslové a i neprůmyslové obory, jako je např. i ochrana památkových objektů. Tento nedostatek se výrazně projevuje zejména při současném způsobu financování aplikovaného výzkumu a vývoje.
Dle některých názorů má aplikovaný výzkum financovat konkrétní výrobní odvětví, což způsobuje, že aplikovaný výzkum není v oblasti ochrany proti korozi finančně zabezpečen. Rozpad základny aplikovaného výzkumu a vývoje po roce 1990 způsobil, že v současné době není v ČR zajištěn komplexní aplikovaný výzkum a vývoj zaměřený na řešení řady navzájem spojených problémů, které souvisí s ochranou kovů proti korozi, včetně potřebných materiálů a prostředků. To se bezesporu projeví na výši škod způsobených korozí. Dle určitých podkladů jsou současné škody mnohem vyšší, než tomu bylo v roce 1990. Lze plným právem říci, že i těch 12 miliard je pro naši malou zemi poměrně velká škoda.
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 10540
Datum: 09. 05. 2001
Rubrika: Trendy / Povrchové úpravy
Autor:
Firmy
Související články
Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Související články
Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Finesy antikorozních úprav do extrémních podmínek

Není asi náročnější zakázky na povrchové antikorozní ochrany než konstrukce pro extrémní klimatické podmínky, jako je střídání abnormálních teplot a slané prostředí. To je totiž ta pravá „ochranářská“ maturita. Mají-li se v těchto podmínkách chránit nadrozměrné konstrukce, není mnoho firem, které si na to troufnou. Před takovým dilematem stáli nepochybně investoři a realizační firmy při stavbě ve své době největší výletní lodě Queen Mary II a těžaři při konstrukci zřejmě nejseverněji umístěné naftové těžební plošiny Goliat v Barentsově moři. Jejich volba firmy realizující protikorozní úpravy padla na vlašimský Metalkov.

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Zvýšení procesní spolehlivosti čištěním

Společnost BUPI Golser je světovou špičkou ve výrobě zařízení pro průmyslové čištění obrobků a transportních nosičů. Čisticí zařízení BUPI Cleaner jsou známá díky svým vynikajícím výsledkům čištění, kterých dosahují při vysoké hospodárnosti, energetické účinnosti a šetrnosti ke zdrojům. Vyráběna jsou v sídle společnosti BUPI Golser Maschinenbau v Halleinu u Salcburku. O zákazníky z České republiky a Slovenska pečuje od roku 2017 brněnská společnost Imtos.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Náhoda jako impulz inovace nátěrové hmoty

Kdyby nespadlo jablko Newtonovi na hlavu, nebylo by gravitačního zákona. Totéž lze říci o náhodné plísni, z níž Flemingovi vzešel penicilín. Nebýt rozsáhlé zakázky povrchových úprav osmi tisíců konstrukčních dílů Metalkovu Vlašim pro General Electric v Abu Dhabí, nepřišel by významný světový výrobce nátěrových hmot na zcela specifický technologický problém. Roli hrála náhoda, ne špatná práce výrobce.

Předúpravy povrchů velkorozměrných ocelových konstrukcí

V letech 2014 až 2016 budovala jako generální dodavatel firma S.A.F. Praha, spol. s r. o., technologická zařízení pro mechanické předúpravy povrchu, odmašťování a termické nástřiky ve výrobním závodě polské firmy Famet v blízkosti města Opole. Investor a uživatel vyrábí zařízení pro energetiku, plynárenský a ropný průmysl, jejichž součástí jsou velké ocelové svařence s hmotností do 250 tun.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit