Antikorozní ochrana

Antikorozní ochrana

Úvodem stručně o korozi ...

Koroze je elektrochemická reakce, při které kov (zejm. kovové železo) přechází do formy oxidu, resp. hydratovaného oxidu. Tyto zplodiny koroze se označují jako rez. Příčinou koroze je snaha železa oxidovat se v přítomnosti vody a vzdušného kyslíku.
Korozi železného materiálu jako CELEK vyjadřuje souhrnně chemická reakce :  4 Fe + 3 02 + 2 H20 = 2 Fe203 + 2 H20
 
Pro zodpovědnou volbu způsobu antikorozní ochrany je však ještě nutné vzít v úvahu, že koroze na povrchu železného materiálu neprobíhá rovnoměrně, neboť je členěna na anodickou oxidaci železa na železnaté kationty (ANODICKÁ KOROZE) a na katodickou redukci kyslíku  za vzniku hydroxylových kationů (KATODICKÁ KOROZE) a na závěrečnou oxidaci meziproduktu – hydratovaného oxidu železnatého (hydroxidu železnatého) na oxid železitý – rez.

Celkově to probíhá tak, že železný materiál koroduje, když jím protékají elektrony od anody ke katodě a zároveň s tím je spojem pohyb aniontů v roztoku (vodné nebo vlhké prostředí kolem materiálu). Pro zastavenéí koroze je nutné zabránit toku elektronů – elektrochemickému proudu.
Pro technickou praxi je dobré vědět, že anodická koroze se obvykle prosazuje v místech, kde je nějakým způsobem porušena homogenita materiálu … sváry, únavová místa, (mikroprasklinky), …
 
Úkolem antikorozních nátěrových hmot je ochrana konstrukcí, strojů, ocelových staveb i jiných zařízení a předmětů, které podléhají atmosferické korozi. Účelem povrchové ocrany je pak prodloužení životnosti a zabezpečení dlouhodobé funkčnosti natíraných zařízení. Při dodržení určitých zásad a podmínek, mezi které patří předběžná povrchová úprava podkladu, správná technologie nanášení, dostatečná údržba nátěru ..., lze dosáhnout organickými povlaky dlouhodobé ochrany kovových předmětů. Dokladem toho jsou dosud provozuschopné ocelové stavby, jejichž stáří přesahuje mnohdy i sto let. (mostní konstrukce, rozhledny, pohyblivé prvky vodních staveb ...).

koroze-1     koroze-2     koroze-3

V zásadě se dají nátěrové systémy chránící výrobky a konstrukce před korozí rozdělit do tří skupin:

  • Bariérová ochrana: je druh povrchové ochrany, kdy nátěr působí mechanicky; vytváří tedy dostatečně silný inertní a nepropustný film ... jak pro vodu,tak plyny. Vkládá se tak nepropustná mezivrstva mezi okolní prostředí a chráněný povrch předmětu.
  • lnhibiční ochrana: je způsob povrchové ochrany, při které chemickou reakcí dochází ke zpomalování nebo úplnému zastavení korozních procesú. Při tomto způsobu povrchové ochrany jsou jako účinné složky používány antikorozní pigmenty nebo inhibitory koroze (Nejvíce omezujícím faktorem při volbě vhodných antikorozních pigmentů je v dnešní době ekologická přípustnost použití těchto účinných komponent). Ochrana inhibiční je v praxi téměř ve všech případech spojována s ochranou bariérovou.
  • Elektrochemická ochrana: je založena na principu galvanického článku, u kterého se změnou elektrického proudového pole korozní procesy přenášejí na přídavnou elektrodu. Používá se rovněž ve spojení s nátěrovou ochranou bariérového typu. Úkolem základní barvy je vytvořit mezivrstvu mezi kovovým podkladem a vrchním nátěrem.
  • K dosažení optimální kvality je však často třeba dvou základních nátěrů: první tvoří vlastní základ, druhý základní nátěr tzv. plnící, vytváří nátěrový film větší tloušťky, který se obvykle brousí před nanášením vrchního nátěru. Kromě zajištění dokonalé přilnavosti k podkladu a plnící schopnosti má základní nátěr většinou antikorozní účinek, což znamená, že vyvolává chemickou reakci, která zamezuje destrukční oxidaci povrchově chráněného kovu.

Hlavním posláním základních nátěrů je tedy inhibovat postupnou tvorbu oxidů nebo zamezit přístupu kyslíku a vody k podkladovému kovu.

koroze-4    koroze-5    koroze-6

V základních nátěrových hmotách se v podstatě používají tři typy účinných složek:

  • Antikorozní pigmenty: v podstatě je lze rozdělit do 5 skupin dle mechanismu jejich působení: nerozpustné - ovlivňují katodické a anodické korozní články na povrchu kovů ... SUŘÍK (dnes již pro širší použití ekologicky nepřípustný !!!) reaguje s olejovými pojivy za vzniku produktů inhibujících korozi na povrchu oceli;
rozpustné - působí tak, že váží ionty železa opouštějící při korozi povrch anodických i katodických míst na povrchu kovu ... CHROMANOVÉ PIG. (rovněž ekologicky neúnosné !!!);
komplexotvorné - vytvářejí s ionty železa koordinační sloučeniny, které blokují činnost  anodických míst korozních článků ... FOSFOREČNANY, MOLYBDENANY (přípustné ... používají se, avšak méně účinné než třeba SUŘÍK);
zásadité - zvyšují koncentraci hydroxylových iontů, které s vodou difundují nátěrovým filmem až k povrchu kovu. Alkalita má příznivý vliv na odolnost proti korozi .... OLOVIČITAN VÁPENATÝ (ekol.nepřípustný !!!), OXID ZINEČNATÝ (přípustný - hojně používaný, avšak často nepoužitelný ve vodných akrylátových systémech !!!);
kovové pigmenty - při jejich vysoké koncentraci zajišťují elektrochemickou ochranu. Povrchu kovu poskytují katodickou ochranu ... ZINEK, HLINÍK (přípustné ... používají se).
 
koroze-7    koroze-8    koroze-9
  • Organické inhibitory koroze: nejsou tak účinné jako anorganické antikorozní pigmenty.Používají se pro zesílení účinnosti klasických antikorozních pigmentů. Samotné organické inhibitory koroze nevykazují v nátěrech dostatečnou účinnost. 
  • Pigmenty s destičkovou strukturou

Pouze ve velice vyjimečných případech je nátěr kovu tvořen, jen jednou nátěrovou vrstvou. (viz. třetí skupina námi vyráběných nátěrových hmot ... BI LAK Zn PRIMER a GLASFIX ... nikoliv však pouze jedna vrstva ale min.2 vrstvy stejné nátěrové hmoty). K dosažení vysokých ochranných účinkú organických povlakú je třeba aplikovat vždy více vrstev nátěrů. To platí především pro povrchovou ochranu kovů, které podléhají atmosferické korozl. Nátěrový systém je v podstatě  soustava nátěrových vrstev, které vytvářejí konečný nátěr povrchu předmětu. Podle počtu vrstev lze rozdělit nátěrové systémy na:  jednovrstvé, dvouvrstvé, třívrstvé.
 
Každá vrstva v nátěrovém systému má svou specifickou a nenahradi telnou úlohu. V případě povrchové ochrany kovových zařízení je první vrstva nátěrového systému tvořena základním nátěrem. Antikorozní účinky základních nátěrú se uplatní pouze tehdy, když je tento nátěr aplikován na čistý kov bez předchozích nátěrů. Základní nátěr v ochranném systému múže být aplikován v jedné, ale i více nátěrových vrstvách (obvyká účinná tloušťka vytvrzených filmů antikorozních barev je min. 80µm ... této hodnoty se většinou dosáhne nanesenín dvou nátěrů základní barvy).

Další v pořadí druhou vrstvu nátěrového systému někdy tvoří vyrovnávací nátěr, což je souvislá, ale i nesouvislá vrstva tmelu. Vyrovnávací nátěr má za úkol vyrovnat nerovnosti povrchu tak, aby byla získána rovná hladká plocha.

Další vrstvou nátěrového systému je podkladový nátěr, který má za úkol vytvořit izolační vrstvu mezi základním nebo vyrovnávacím nátěrem a nátěrem vrchním. Podkladový nátěr také zvyšuje při vhodném výběru jeho odstínu kryvost vrchního emailu. Proto je vhodné volit odstín podkladové barvy a vrchního emailu vždy totožný.

Vrchní nátěr je v  nátěrovém systému konečnou vrstvou a je označován jako email. Po aplikaci tohoto nátěru musí mít povrchově upravovaný předmět již požadovaný vzhled, lesk, barevný odstín, ale i dokonalé ochranné vlastnosti vúči púsobení okolního prostředí, ve kterém je předmět exponován.
Počet vrstev při povrchové ochraně kovových předmětů se stanoví podle požadavku na ochranné vlastnosti nátěrového systému. Jednovrstvý nátěrový systém lze použít pouze na předměty, které nejsou vystaveny venkovnímu prostředí (povětrnost nebo chemické vlivy), ale jen do prostředí interiérů. Je všeobecnou snahou  z důvodů ekonomických snížit počet vrstev nátěrového systému až na minimum při zachování všech ochranných funkcí. Takové nátěry v současné době existují, ale jsou využívány jen v poměrně malém měřítku (práškové nátěrové hmoty a některé další speciální materiály).

Před aplikací jednovrstvých nátěrů musí být povrch kovového předmětu dokonale hladký, jelikož jinak jednovrstvý nátěr nezaplni ani nejmenší nerovnosti. Pro dosažení kryvosti je třeba aplikovat v tomto případě pouze nátěrové hmoty s vysokou kryvostí.

antikorozní barvy