Ochrona antykorozyjna

Czym jest korozja?

Korozja to naturalny, elektrochemiczny lub chemiczny proces, w którym materiały, zwłaszcza metale, ulegają rozkładowi na skutek reakcji z otoczeniem. Reakcje te prowadzą do zmian właściwości fizycznych i chemicznych materiału, co może ostatecznie pogorszyć jego strukturalną spójność i funkcjonalność. Korozja może przybierać różne formy, m.in. rdzewienia żelaza i stali, wżerów, korozji międzykrystalicznej i korozyjnego pękania naprężeniowego.

Najczęstsze przyczyny korozji

• Wilgoć i tlen: Klasycznym przykładem korozji jest powstawanie rdzy na powierzchni żelaza lub stali. Gdy metale te są wystawione na działanie wilgoci i tlenu, wchodzą w reakcję i tworzą tlenek żelaza (rdzę), będący porowatym i słabym składnikiem, który niszczy strukturę metalu.
• Substancje chemiczne: Kwasy, zasady i sole mogą powodować reakcje chemiczne wywołujące korozję.
• Reakcje elektrochemiczne: Taka sytuacja występuje najczęściej w przypadku metali połączonych ze sobą w postaci elektrolitu (np. słonej wody), co może prowadzić do korozji galwanicznej.

Rodzaje ochrony antykorozyjnej

Ochrona antykorozyjna jest niezbędnym czynnikiem zapobiegania korozji elementów metalowych. Istnieją różne typy, których używa się w zależności od obszaru zastosowania i rodzaju materiału, który ma być chroniony. Zasadniczo rozróżniamy aktywną i pasywną ochronę antykorozyjną. Niektóre metody łączą oba te podejścia, takie jak cynkowanie ogniowe.

Aktywna ochrona antykorozyjna

Aktywna ochrona antykorozyjna odnosi się do metod, które bezpośrednio wpływają na proces korozji poprzez celowe stosowanie środków technicznych. Całkowite odizolowanie materiału od czynnika korozyjnego nie jest tu absolutnie konieczne.

Przykładami aktywnej ochrony antykorozyjnej są:

• Anoda protektorowa: Anoda protektorowa to mniej szlachetny metal, który jest stosowany intencjonalnie po to, aby korodować, a tym samym chronić metal właściwy, który ma być chroniony przed korozją. Anoda protektorowa wytwarza elektrony i w ten sposób zapobiega utlenianiu głównego metalu.
• Ochrona katodowa: W ochronie katodowej metal, który ma być chroniony, jest zabezpieczany przed korozją poprzez zastosowanie anod protektorowych (takich jak cynk lub magnez), które korodują zamiast metalu, lub poprzez zastosowanie prądu elektrycznego.
• Powłoka z płatków cynku: Ta powłoka antykorozyjna obejmuje cienkie warstwy płatków cynku i aluminium zatopione w matrycy wiążącej. Są one nakładane na metal, a następnie utwardzane.
• Inhibitory: Substancje chemiczne opóźniają lub zapobiegają korozji metali w agresywnych środowiskach. Ich działanie polega na przyczepianiu się do powierzchni metalu i tworzeniu bariery ochronnej lub zmniejszaniu właściwości korozyjnych środowiska poprzez reakcje chemiczne.
• Cynkowanie ogniowe: Cynkowanie ogniowe to proces ochrony antykorozyjnej, w którym stal lub żelazo są powlekane warstwą cynku poprzez zanurzenie ich w ciekłym cynku o temperaturze około 450°C. Warstwa ta chroni metal przed korozją, tworząc fizyczną barierę i działając jako anoda protektorowa.

Pasywna ochrona antykorozyjna

Pasywna ochrona antykorozyjna polega na nakładaniu różnych materiałów na powierzchnię elementu w celu utworzenia warstwy ochronnej. Materiał jest całkowicie osłonięty przed kontaktem z czynnikami korozyjnymi, co chroni go przed wpływami wywołującymi korozję.

Przykładami pasywnej ochrony antykorozyjnej są:

• Farby lub powłoki ochronne: Na powierzchnie metalowe nakładane są specjalne materiały, które chronią je przed czynnikami korozyjnymi. Powłoki te stanowią fizyczną barierę między metalem a jego otoczeniem, która chroni go przed działaniem substancji powodujących korozję.
• Smary, woski lub oleje: Tworzą one na powierzchni metalu barierę ochronną. Substancje te wnikają w mikroskopijnie małe pęknięcia i pory w metalu, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi z powietrzem i wilgocią, które to czynniki są odpowiedzialne za powstawanie korozji.
• Pasywacja: W tym procesie powierzchnia metalu jest chroniona przed korozją poprzez utworzenie stabilnej warstwy pasywnej. Tworzy ona się spontanicznie na niektórych metalach, takich jak stal nierdzewna lub aluminium i zmniejsza ich reaktywność na działanie agresywnych środowisk.
• Ochrona metaliczna, taka jak cynk lub aluminium: Na powierzchnię metalu nakładana jest warstwa ochronna z wymienionych materiałów. Tworzy ona fizyczną barierę, która chroni metal przed korozją spowodowaną wilgocią, tlenem i innymi czynnikami korozyjnymi.
• Cynkowanie ogniowe: Cynkowanie ogniowe to proces ochrony antykorozyjnej, w którym stal lub żelazo są powlekane warstwą cynku poprzez zanurzenie ich w ciekłym cynku o temperaturze około 450°C. Warstwa ta chroni metal przed korozją, tworząc fizyczną barierę i działając niczym anoda protektorowa.

Dalsze metody ochrony antykorozyjnej

W praktyce eksperci i firmy często rozróżniają między tymczasową a trwałą ochroną antykorozyjną.

Tymczasowa ochrona antykorozyjna

Tymczasowa ochrona antykorozyjna chroni elementy konstrukcyjne przez ograniczony czas wynoszący od kilku dni do maksymalnie dwóch lat. Ochrona ta jest na ogół pasywna i jest stosowana głównie podczas transportu i przechowywania komponentów i przedmiotów obrabianych. Jest ona usuwana przed poddaniem elementu dalszemu przetwarzaniu lub wykorzystaniu. Szczególnie nadają się do tego produkty na bazie oleju lub wosku.

Trwała ochrona antykorozyjna

Trwała ochrona antykorozyjna ma na celu ochronę elementów konstrukcyjnych przed korozją przez długi okres — często kilka lat lub dekad. Ochrona ta składa się z kilku nakładających się na siebie warstw. Z reguły zaczyna się od aktywnej warstwy antykorozyjnej, po której nakładane są kolejne warstwy pasywne. Po ich nałożeniu nie można już usunąć trwałej ochrony antykorozyjnej. Systemy farb na bazie metalu z katodową ochroną antykorozyjną nadają się szczególnie jako pierwsza warstwa. W zależności od potrzeb można zastosować dodatkowe warstwy lakieru.

Normy i testy dotyczące ochrony antykorozyjnej

Istnieją odpowiednie normy dotyczące wdrażania i oceny środków ochrony antykorozyjnej.

• W zakresie trwałej ochrony antykorozyjnej elementów konstrukcyjnych norma DIN EN ISO 12944 zawiera definicje warunków środowiskowych i minimalne wymagania dotyczące ochrony antykorozyjnej w różnych klasach.
• W przypadku części ocynkowanych ogniowo, norma DIN EN ISO 1461 reguluje naprawę usterek w sekcji 6.3.
• Jedną z najważniejszych norm dla produktów antykorozyjnych jest test mgły solnej zgodnie z normą DIN EN ISO 9227. Test ten stanowi podstawę klasyfikacji ochrony antykorozyjnej zgodnie z normą DIN EN ISO 12944.
• Ponadto produkty antykorozyjne na bazie farby podlegają dalszym testom, które uwzględniają oddziaływanie na powłokę spowodowane zginaniem lub jej uszkodzeniem. Środki smarne zawierające specjalne dodatki mogą chronić powierzchnie metalowe przed wilgocią i agresywnymi związkami chemicznymi, które mogą powodować korozję.