Koroze - Referát

Význam ochrany proti korozi a její efektivnost

Z potřeby dlouhodobě zachovávat funkci zařízení uložených v zemi a omezení hospodářských následků koroze, vyplývá snaha k provedení řady ochranných opatření za účelem snížení korozních ztrát na minimum. Škody způsobené korozí kovů našemu národnímu hospodářství se odhadují na 15 mld. Kč ročně, což odpovídá přibližně 3 % hrubého národního produktu ročně. Takové ztráty jsou značnou zátěží a proto je důležité věnovat zvýšenou pozornost protikorozní ochraně kovů. Každé zlepšení stavu ochrany proti korozi je příspěvkem pro celou společnost. Hospodářské ztráty lze vyjádřit jako přímé a nepřímé. Přímé korozní ztráty zahrnují znehodnocení materiálu, náklady na projekci, konstrukci a výrobu, včetně nákladů na opravu poškozeného místa. S tím jsou spojeny ztráty na přepravovaném médiu – plynu, ropě, vodě atd. Nepřímé ztráty vznikají omezením nebo zastavením dodávek médií popřípadě penalizace za nedodržení odběrních plánů. Celkově tedy vyplývá, že nepřímé ztráty jsou významnější než ztráty přímé, ale jejich odhad je mnohem obtížnější. Z dlouholetých sledování životnosti podzemních kovových zařízení vlivem pasivní a aktivní protikorozní ochrany se zvyšuje na dvojnásobek jeho životnost oproti zařízením bez ochrany ! To znamená, že v silně agresivním prostředí a v oblastech se silným působením bludných proudů se prodlužuje z 10 na 20 let, ve středně agresivním prostředí se slabými bludnými proudy z 20 na 40 let a v mírně agresivním prostředí v oblastech bez výskytu bludných proudů ze 30 na 60 let, přičemž náklady na vybudování aktivní protikorozní ochrany představují pouze 8 – 15 % z celkových nákladů na výstavbu podzemních zařízení na přepravu médií.

Ochrana kovových výrobkůPojem 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 povlakůZ 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 ochranyV 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 ochranyZabezpečení 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 ochranyAdhezní 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 ochranyElektrochemický 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.