Choć zabezpieczenia antykorozyjne są coraz skuteczniejsze, użytkownicy maszyn, narzędzi i konstrukcji wykonanych z metali oraz ich stopów nadal muszą zapobiegać korozji lub przynajmniej ograniczać jej skutki.
Korozja jako efekt reakcji chemicznych i elektrochemicznych na styku metal – środowisko jest problemem na każdym etapie produkcji. Dotyczy zarówno maszyn oraz urządzeń, jak i gotowych wyrobów na etapie ich pakowania, przechowywania oraz transportu. Koszty awarii, skrócenia czasu pracy czy utraty wartości są bardzo wysokie. Aleksandra Błahuta z firmy Ct Chemie Technik mówi, że należy też zwrócić uwagę na straty pośrednie, wpływające na wzrost kosztów walki z korozją. Znaczna liczba klientów jej firmy szuka środków antykorozyjnych, ale większość z nich ma problemy ze zdiagnozowaniem problemu korozji, który wynika głównie ze złego przygotowania powierzchni oraz niewłaściwego magazynowania poprodukcyjnego.
Wielu użytkowników różnego rodzaju zabezpieczeń i środków antykorozyjnych docenia postęp w tej dziedzinie, ma jednak odczucie, że skuteczność niektórych środków nie jest dużo lepsza od tych stosowanych jeszcze jakiś czas temu. Wynika to z faktu, że producenci środków antykorozyjnych muszą obecnie dbać nie tylko o parametry użytkowe, ale też o bezpieczeństwo użytkowników oraz wpływ preparatów i pozostałości po nich na środowisko naturalne. Dąży się do eliminacji: boru, formaldehydów i LZO (Lotne Związki Organiczne). To jednak wcale nie musi być problemem, jeśli chodzi o skuteczność zabezpieczenia antykorozyjnego. Jak mówi Artur Dąbrowski z Houghton Polska, klienci pytają o środki rozpuszczalnikowe, podczas gdy tańszym i równie skutecznym rozwiązaniem będzie środek wodorozcieńczalny, który spełnia wyższe standardy BHP. Unia Europejska dąży też do eliminowania i ograniczania niektórych metali z procesów produkcyjnych, wykorzystywanych m.in. przy pasywacji. Tak jest w przypadku chromu sześciowartościowego. Skuteczność ochrony zależy też nie tylko od skuteczności samej metody, ale od zachowania procedur przewidzianych przez producenta. Oczywiście kluczowy jest właściwy dobór zabezpieczeń antykorozyjnych do danej aplikacji.
Jak wynika z opublikowanego w 2012 r. przez IHS Chemical raportu dotyczącego powłok antykorozyjnych wysokiej wydajności, zapotrzebowanie na tego rodzaju zabezpieczenia na świecie stale rośnie. Takie powłoki antykorozyjne są wykorzystywane do ochrony metali i konstrukcji betonowych, zbiorników, rur itp. Są stosowane głównie w zakładach chemicznych, rafineriach, wodociągach i kanalizacji, w przemyśle celulozowo-papierniczym itp. oraz do ochrony statków i morskich platform wiertniczych. Przy czym, jak się okazuje, powłoki tego samego rodzaju są zazwyczaj stosowane na każdym rynku i na ogół wykorzystuje się w nich takie materiały, jak: epoksydy, uretany i krzemian etylu, a w mniejszym stopniu akryl, winyl i chlorokauczuk.
Epoksydy stanowią około 40% światowego rynku. Powłoki tego rodzaju są cenione za bardzo dobrą odporność chemiczną i odporność na ścieranie oraz doskonałą przyczepność. Uretany stanowią obecnie 15% światowego zużycia, cechują się dobrą jakością kolorów i połyskiem oraz odpornością na ścieranie i elastycznością. Krzemiany etylowe są stosowane głównie jako środki wiążące dla pyłu cynkowego. Takie powłoki zapewniają lepszą odporność na korozję. Winyle i chlorokauczuki natomiast zapewnią dobrą ochronę przed korozją i łatwo je stosować. Często stosuje się też kombinacje różnych powłok. Ogólnie rzecz biorąc, globalny rynek ma według tych badań rosnąć w średniorocznym tempie ok. 3,5% w latach 2011–2016.
Dobór
Jak uważa Mariusz Król z firmy AVE z Katowic, najważniejsze jest odpowiednie określenie: materiału, który ma być zakonserwowany, oczekiwanego czasu ochrony antykorozyjnej, warunków składowania zakonserwowanych elementów, warunków transportu zakonserwowanych elementów oraz oczekiwań co do późniejszych działań z elementem (np. czy warstwa ochrony antykorozyjnej będzie usuwana po okresie magazynowania lub transportu). Zwraca też uwagę na odpowiednie przygotowanie powierzchni pod konserwację (odtłuszczenie elementu, oczyszczenie elementu z nalotów korozji) oraz właściwe obchodzenie się z elementem już zakonserwowanym. Niewłaściwy transport elementu zakonserwowanego może spowodować przypadkowe usunięcie warstwy antykorozyjnej, co powoduje powstawanie punktowych ognisk korozji.
Nie zawsze opłaca się wybierać środki, które dają najlepszą możliwą ochronę przed korozją. Na to uwagę zwraca Aleksandra Błahuta. Według niej przy wyborze produktów antykorozyjnych należy się kierować głównie czasem działania oraz jakością ochrony antykorozyjnej, bo nie opłaca się stosować środków ochrony długotrwałej przy krótkotrwałym magazynowaniu produktów lub często korzystać ze środków czasowej ochrony przed korozją przy magazynowaniu długoterminowym. Jej zdaniem uwagę należy zwrócić na jakość produktu, jego wydajność oraz przede wszystkim efektywność działania. Wszystkie te czynniki wpływają na czas pracy roztworu oraz ograniczenie długości procesu, oszczędność energii elektrycznej i cieplnej. Jeszcze lepiej stosować produkt tzw. 2 w 1 (jako przykład podaje CTx DIP LINE 811 z oferty Ct Chemie Technik), który wpływa na ograniczenie liczby etapów procesu produkcyjnego oraz czasu procesu, dając taki sam efekt.
Jak ważne jest właściwe przygotowanie powierzchni, która ma być zabezpieczona, podkreśla Maciej Chraplak z firmy Noxan. Przygotowanie powierzchni to kluczowy proces dla przyczepności powłoki do podłoża oraz długotrwałej ochrony antykorozyjnej. Podłoże musi być wolne od luźnych elementów, kurzu, odtłuszczone i suche. Zaleca, aby oczyścić mechanicznie powierzchnię ze wszelkiej luźnej korozji, luźnych powłok malarskich, zmyć ciepłą wodą z detergentem (np. płynem do mycia naczyń) w celu pozbycia się tłuszczu i bardzo dokładnie spłukać wodą, aby pozbyć się resztek detergentu, rozpuszczalników oraz kurzu. Następnie należy pozwolić powierzchni wyschnąć. Kurzu, luźnych powłok malarskich oraz luźnej rdzy i tłuszczu można się też pozbyć poprzez bardzo dokładnie zmycie podłoża myjką ciśnieniową, pod ciśnieniem co najmniej 200 barów.
Jak mówi Maciej Chraplak, drugą kluczową sprawą jest grubość powłoki ochronnej. W profesjonalnej antykorozji liczy się grubość powłoki rzędu 200–300 mikrometrów. Standardowe farby z marketu przy jednokrotnym malowaniu dają koło 35 mikrometrów. To jest bardzo mało i dlatego takie powłoki nie są trwałe. Malując farbami jednoskładnikowymi, jeżeli chcemy długotrwałego zabezpieczenia, musimy malować co najmniej trzy razy. Oferowane przez firmę farby jednoskładnikowe dają około 50 mikrometrów na powłokę, ale przy 3-krotnym malowaniu daje to 150 mikrometrów i zapewnia ochronę na 5–7 lat. W przypadku aplikacji na rdzę, co jest możliwe, musimy dobrać do tego odpowiedni system – nieprzepuszczający wilgoci i powietrza. Wtedy rdza nie będzie się rozwijać. Do tego system ten musi być dość grubo nałożony. Dopiero wtedy mamy zabezpieczenie na wiele lat.
Nanopokrycia
W przypadku zapobiegania korozji dużo się mówi o nanopokryciach. Na przykład Grupa Heiche zajmuje się od 2000 r. wdrażaniem procesów nanotechnologicznych. Są to w dużej mierze hybrydo-polimery nieorganiczno-organiczne, bazujące podczas produkcji na procesach sol-żelowych. Aplikacje pokryć warstwowych już przy niezwykle małych grubościach osiągają atrakcyjne właściwości. Ten zespół cech uzyskuje się przez różnorodne sterowanie procesem, w celu uzyskania odpowiednich syntetycznych wiązań, tzw. taylormade. Wymienia się takie właściwości, jak: doskonała przyczepność do metalu (szczególnie na metalach lekkich), hydrofobowość (łatwość oczyszczania), olejofobowość, odporność na obciążenia mechaniczne i na rozpuszczalniki organiczne czy na wysoką temperaturę. Podkreślana jest też szczególna ochrona przeciwkorozyjna. Takie właściwości uzyskuje się już przy bardzo cienkich warstwach pokryć, dlatego nanowarstwy wyróżniają się dużą wydajnością. Jak podaje firma, pokryte w ten sposób aluminiowe elementy konstrukcyjne wykazują odporność na korozję do 3000 godzin obciążenia, w atmosferze mgły solankowej.
Raport przygotowany przez Future Markets Inc. wykazuje, że dla nanopokryć otwierają się nowe możliwości rynkowe. Globalne przychody w tej dziedzinie oszacowano w 2011 r. na 1559 mln USD i to mimo recesji. Szacuje się, że w 2017 r. przychody osiągną nawet 7821 mln USD. Przy czym powłoki antykorozyjne i zapewniające twardość będą znaczącym motorem tego wzrostu.
Nowoczesne środki antykorozyjne
Do dyspozycji mamy obecnie duży wybór środków antykorozyjnych i innych zabezpieczeń. Oczywiście wszystko zależy od tego, jakie materiały i w jakich warunkach chcemy chronić. Z korozją ludzkość walczy od początku wykorzystywania metali. W zasadzie w każdych warunkach potrafimy dziś zapewnić pełne zabezpieczenie przed korozją, nawet z uwzględnieniem BHP i ochrony środowiska. Jedynym ograniczeniem jest koszt. Niektóre firmy, jak Houghton, zajmują się produkcją środków antykorozyjnych już od wielu dziesięcioleci. Jak mówi Artur Dąbrowski, współczesne środki antykorozyjne firmy Houghton powstają dzięki zaawansowanym technologiom. Produkty takie jak Ensis i Rust Veto zaprojektowano nie tylko w celu zabezpieczania, ale także pod kątem oszczędzania energii przez prostszą obsługę, niższy poziom eksploatacji i ulepszanie procesów, a także zgodność ze wszystkimi unormowaniami. Dziś chemicy, mając na względzie operatorów, tworzą produkty o niskiej emisji zapachów czy cieńszych lub bardziej suchych powłokach, które poprawiają obsługę części. Jak dodaje Dąbrowski, dzięki takim produktom można zabezpieczyć przed korozją elementy, części maszyn, łożyska na krótki i długi czas lub nawet na czas transportu morskiego. Firma ma środki do zabezpieczenia rur do wydobycia ropy naftowej, wiele jej produktów jest wykorzystywanych w przemyśle motoryzacyjnym. Na przykład produkty takie jak Rust Veto DW162 i Rust Veto DW100 mogą być stosowane jako środki myjące na bazie rozpuszczalnikowej, dają również krótkookresowe zabezpieczenie antykorozyjne, nie zawierają boru i nie wydzielają nieprzyjemnego zapachu, mają też wysokie własności wypierania wody.
Z kolei Maciej Chraplak zwraca uwagę na takie produkty w ofercie firmy Noxan, jak farba Elastometal, czyli połączenie pigmentów antykorozyjnych oraz elastycznej, szczelnej powłoki, co pozwala na trwałe zatrzymanie rozwoju korozji, także w przypadku aplikacji farby na rdzę. Gruba (350 mikrometrów), bardzo elastyczna (> 200%), wodoszczelna powłoka farby ogranicza dostęp powietrza oraz wilgoci i tym samym zatrzymuje rozwój rdzy. Elastometal nie wymaga piaskowania podłoża – to atrakcyjne rozwiązanie w przypadku renowacji zabezpieczenia konstrukcji stalowych. Oczekiwana trwałość systemu 15 lat+ (możliwe uzyskanie 10-letniej gwarancji). Trwałość porównywalna z systemami epoksydowymi, poliuretanowymi lub cynkowaniem, które wymagają wypiaskowanego podłoża. Elastometal to jednoskładnikowa, bardzo wytrzymała, o grubej powłoce, trwale elastyczna farba antykorozyjna, bazująca na kopolimerze styrenowo-akrylowym i fosforanie cynku. Preparat ma doskonałą przyczepność do większości podłoży. Farbę można aplikować bez podkładu na rdzę, sezonowany ocynk (minimum 1 rok), stare malowane podłoża oraz czystą stal, przy zachowaniu wszelkich właściwości ochronnych powłoki. Jest łatwa w aplikacji – jednoskładnikowa. Nie wymaga gruntowania.
Firma AVE ma w ofercie środki płynne na bazie: woskowej, olejowej, bitumicznej, wodnej i woskowo–olejowej oraz zabezpieczenia antykorozyjne w postaci: folii i papieru antykorozyjnego oraz emiterów lotnych inhibitorów korozji. Mariusz Król zwraca jednak szczególną uwagę na płyn antykorozyjny na bazie wody, niepozostawiający na powierzchni metalu żadnego widocznego śladu. Zapewnia on ochronę przed korozją do ok. 6 miesięcy, zależnie od panujących warunków.
Rafał Worońko z firmy WOROŃKO (autoryzowany dystrybutor Loctite) wskazuje Loctite 7505 jako produkt do wiązania i zatrzymywania korozji na zardzewiałych powierzchniach, przydatny nie tylko w przemyśle, ale i w gospodarstwie domowym, a także na powłoki antykorozyjne, będące polimerami kompozytowymi, nakładane pędzlem lub natryskiem, do pracy w ekstremalnie trudnych warunkach w przemyśle chemicznym, w kopalniach, oczyszczalniach ścieków i innych, szczególnie trudnych środowiskach. Z jego kontaktów z klientami z przemysłu wynika jednak, że problem właściwej ochrony przed korozją jest wciąż niedoceniany, a straty są zawsze większe niż koszt ochrony.
Preparaty antykorozyjne firmy „Chema” Spółdzielnia Pracy w Olesinie zostały opracowane we współpracy z Wojskowymi Instytutami Badawczymi na potrzeby wojska. Jak mówi Arkadiusz Abelski, technolog w „Chema” SP, od wielu lat niezmiennie to właśnie wojsko i zakłady zbrojeniowe oraz firmy z nimi powiązane są jednymi z głównych odbiorców. Są to takie preparaty jak ELEKTROSOL SPM – preparat olejowy do konserwacji styków instalacji elektrycznej w pojazdach mechanicznych i maszynach. INHIBOL – olejowy preparat antykorozyjny na bazie nafty, olejów naftopochodnych i inhibitorów korozji. Kolejne środki antykorozyjne to grupa preparatów powierzchniowo czynnych, które dzięki swojemu składowi wypierają wodę z zabezpieczanych elementów, a następnie zabezpieczają je przed czynnikami korozyjnymi. W tym przypadku to między innymi KONCENTRAT W-68. Służy do przygotowywania: kąpieli antykorozyjnej w celu konserwacji oraz beztermicznego osuszania powierzchni metalowych i neutralizacji korozyjnego działania zanieczyszczeń. Zalecany jest także jako antykorozyjny dodatek np. do nafty w procesie mycia rozpuszczalnikowego.
VCI
Zainteresowaniem cieszy się również technologia zabezpieczenia antykorozyjnego w postaci papieru, folii oraz worków VCI (Vapor/Volatile Corrosion Inhibitor – lotne inhibitory korozji). Metoda jest stosowana tam, gdzie nie jest możliwe wykorzystanie tradycyjnych sposobów zabezpieczeń, takich jak olejenie. Specjaliści z firmy Maverick zwracają uwagę korzystającym z tego rodzaju zabezpieczeń na miejsce docelowe przewożonych elementów. Jak długi powinien być czas zabezpieczenia oraz jak zamierza się pakować detale (tektura falista, karton, skrzynia), czy będą stosowane środki konserwujące, jakie detale są pakowane i z czego zostały one wykonane. Podają też kilka „złotych” zasad, które składają się na zapewnienie trwałej ochrony antykorozyjnej:
- powierzchnia detalu powinna być czysta i sucha, wolna od zanieczyszczeń,
- wartości temperatury detalu oraz jego otoczenia powinny być bliskie,
- opakowanie produktu powinno być szczelne, co zapewni zabezpieczenie przed odparowaniem inhibitorów do atmosfery,
- używając papieru antykorozyjnego, należy opakowywać zadrukowaną stroną na zewnątrz,
- należy stosować rękawice ochronne podczas pakowania detali, ponieważ kwaśne pH pozostawione na detalu z odciskami naszych palców tworzy doskonałe środowisko do powstania korozji.
Warto też zapoznać się z charakterystyką cząsteczek VCI, które stanowią o długoterminowej ochronie detali. Przede wszystkim należy pamiętać, że cząsteczki nie zadziałają na produkt zanieczyszczony warstwą oleju, możliwe jest jednak zabezpieczenie produktów w warunkach dużej wilgotności. Cząsteczki te działają na zabezpieczany produkt 30–40 cm od powierzchni folii czy papieru. Błędy, jakie popełniają użytkownicy, to pakowanie gorących detali, które powodują w opakowaniu szybkie skroplenie wilgoci i powstawanie korozji. Pakowane są detale mokre, źle osuszone i inhibitory w takim przypadku nie powstrzymają korozji, mogą tylko opóźnić proces jej powstawania. Kolejny błąd to przenoszenie części z gorącej hali produkcyjnej do zimnego magazynu, gdzie odbywa się pakowanie – zbyt gwałtowny skok temperatury prowadzi również do niewidocznej korozji. Podobnie magazynowanie przy drzwiach do hali, magazynu, które są co chwilę otwierane, również tworzy ryzyko korozji na niezabezpieczanych detalach. Ważne jest też przygotowanie powierzchni w samym procesie produkcyjnym. Może to być brudne chłodziwo, środki myjące itp. Nieumiejętne stosowanie VCI to np. wkładanie kartonu z detalem do worka VCI – zamiast worka z detalem do kartonu. Według firmy Maverick obecnie najbardziej uniwersalnymi rozwiązaniami są szczelnie zamykane worki VCI (np. za pomocą zgrzewarki), polecane do zabezpieczania multimetali, a także papier VCI, który jest przeznaczony do ochrony metali żelaznych i nieżelaznych. Nie warto też ograniczać kosztów magazynowania, stosując zwykłe opakowania, które z antykorozyjnymi nie mają nic wspólnego. Niestety takie rozwiązania często są powodem dużych zwrotów detali od klientów, w ramach reklamacji. Często pośpiech oraz, co się często z tym wiąże, postępowanie niezgodnie z instrukcją sprawiają, że mimo zastosowania odpowiedniego rozwiązania ochrona antykorozyjna może się nie sprawdzić.
Podsumowanie
Właściwie zastosowane, nowoczesne środki antykorozyjne mogą znacznie ograniczyć możliwość pojawienia się korozji. Błędy najczęściej popełniane przy aplikacji to niedostateczne przygotowanie powierzchni. Nie należy też lekceważyć temperatury oraz temperatury wystąpienia rosy. Niektóre rodzaje powłok mogą zmieniać swoje właściwości zależnie od grubości nałożonej warstwy i czasu schnięcia. Ponieważ bardzo wiele zależy od wielu różnych czynników, nie należy do zabezpieczenia przed korozją podchodzić schematycznie. Każdy może mieć inne wymagania, inne sposoby składowania czy użytkowania produktów, które chce zabezpieczać. Dlatego nie ma dziś rozwiązania, które sprawdzi się w każdych warunkach.
UR
Autor: Bohdan Szafrański
