Cynk. Systemy ochronne na metale nieżelazne

Transkrypt

1 Cynk Cynk. Czyste życie (kampania reklamowa cynku) Red.: Feuerverzinken; 2006, vol. 35, nr 3, s. 6 W czerwcu 2006 r. wystartowała kampania reklamowa Cynk. Czyste życie zainicjowana wspólnie przez producentów cynku i firmy przerabiające cynk. Celem kampanii jest przedstawienie cynku jako metalu o bardzo wielkim znaczeniu. Cynk stosowany do pokryć dachowych może mieć trwałość ponad 100 lat i może być w 95% odzyskiwany (recykling). Dzięki stosowaniu cynku do ochrony przed korozją uzyskuje się znaczne oszczędności energii przy produkcji stali. Cynk jest wielofunkcjonalnym materiałem znajdującym zastosowania w wielu dziedzinach życia i techniki. W internecie pod adresem można znaleźć wiele informacji o właściwościach i zastosowaniach cynku. Kampania skierowana jest głównie do przemysłu motoryzacyjnego, a dalej kontynuowana będzie dla budownictwa i architektury. Elektroniczny program nauczania o cynkowaniu ogniowym Red.: Feuerverzinken; 2006, vol. 35, nr 3, s. 2 Institut Feuerverzinken w Düsseldorfie opracował elektroniczny program kształcenia podstawowego i rozszerzonego w zakresie cynkowania ogniowego i samego cynku. Program przydatny jest również do samokształcenia. Korzystać z niego mogą nauczyciele, uczniowie i studenci w szkołach zawodowych, technikach i uczelniach wyższych. Przedstawiona jest podstawowa wiedza o korozji, ochronie przed korozją oraz informacje o stali i cynku. Punkt ciężkości stanowi cynkowanie zanurzeniowe, zastosowanie stali ocynkowanej, projektowanie konstrukcji optymalnych dla cynkowania zanurzeniowego. Podane są również informacje o planowaniu ochrony przed korozją, systemy Duplex, ekonomiczne aspekty systemów przeciwrdzewnych. Uczniowie, studenci, pracownicy naukowi i uczelnie mogą ten program otrzymać bezpłatnie w Instytucie w Düsseldorfie. Recykling cynku chroni nie tylko środowisko naturalne Red. ZINKNEWS; 2006, Ausg. 4, Okt. 2006, s. 2 Cynk należy do pierwiastków najczęściej występujących w skorupie ziemskiej, pomimo tego recykling cynku odgrywa coraz większą rolę. Zalety tego recyklingu przestawia Bodo Schauries z Metallwerk Dinslaken, dużej firmy zajmującej się recyklingiem cynku. Dla środowiska naturalnego koszty uzyskania tony cynku w wyniku recyklingu są znacznie niższe, aniżeli koszty i skutki uzyskania tony pierwotnego cynku z rudy. Uzyskiwanie tego cynku z rud jest bardzo energochłonne i opłacalne dopiero przy odpowiednio wysokim stężeniu w rudzie. W krajach Unii Europejskiej takich rud praktycznie nie ma, co wymusza import koncentratów rud cynku z krajów zamorskich. Efektywny recykling cynku zmniejsza w znacznym stopniu import rud. Elementy z cynku (blachy, odlewy ciśnieniowe) trafiają bezpośrednio do firm zajmujących się recyklingiem. Cynk z ocynkowanych blach (np. ocynkowanie zanurzeniowe szeroko stosowane jest do ochrony stali przed korozją) trafia pośrednio przez przemysł stalowy do przemysłu cynkowego. Recykling stali w Europie jest ustabilizowany na bardzo wysokim poziomie. Przy recyklingu cynku z elementów cynkowych wydajność recyklingu sięga 95%. Jakość cynku z recyklingu zasadniczo nie różni się od cynku uzyskiwanego z rud. Recykling daje znaczne oszczędności energii, chroni środowisko oraz zasoby ziemi. W tzw. ekobilansie recykling cynku ma same zalety, a w związku z tym, że cynk ten ma takie same właściwości jak cynk pierwotny, może być stosowany do cynkowania zanurzeniowego, otrzymywania blach walcowanych do wytwarzania fasad i dachów, do produkcji mosiądzu, tlenków cynku i innych produktów. Nowa koncepcja konstrukcji barier ochronnych ratuje życie motocyklistów Red.: Feuerverzinken; 2006, vol. 35, nr 03, s. 11 Ryzyko wypadków motocyklowych jest osiem razy większe niż wypadków samochodowych. Dodatkowo motocykliści przy uderzeniu w bariery ochronne narażeni są na ryzyko dużych urazów. Po upadku często uderzają w słupki podtrzymujące bariery i są ciężko lub śmiertelnie ranni. Skuteczną i korzystną ekonomicznie jest ochrona zwana Modell Euskirchen, która polega na montowaniu pod barierą wysokiego na 370 mm i grubego na 2 mm profilu skrzyniowego z blachy stalowej, uniemożliwiającego przemieszczenie motocyklisty pod barierą. Blacha montowana jest do istniejących słupków barier za pomocą jarzm. Blachy te skutecznie chronią motocyklistów przed uderzeniami w słupki. W celu zapewnienia wieloletniej trwałości antykorozyjnej blachy te wykonane są ze stali cynkowanej zanurzeniowo. Koszt 1 metra bieżącego takiej konstrukcji wynosi 25 i jest stosunkowo niski. Ten system ochrony uzyskał w 2003 r. dopuszczenie wg DIN EN 1317 i może być oficjalnie stosowany na niemieckich drogach. Dotychczas tym systemem zabezpieczono 300 zakrętów, a jest to dopiero początek szerokiego stosowania tego systemu. Wyznaczenie trwałości powłok cynkowych na blachach stalowych H.E. Townsend: Materials Performance; 2006, vol. 45, nr 3, s Płaskie, poziome próbki blachy ze stali ocynkowanej eksponowane w atmosferze na zewnątrz pomieszczeń korodują szybciej na powierzchni zewnętrznej niż na odwrotnej. Powłoka ulega uszkodzeniu najpierw na zewnętrznej stronie, również czas do wystąpienia pierwszych produktów korozji określany jest na stronie zewnętrznej. W literaturze w większości przypadków określa się szybkość korozji na podstawie obliczeń ubytków korozyjnych po obu stronach próbki. W rezultacie szybkość korozji stanowi średnią z szybkości korozji na zewnętrznej i odwrotnej powierzchni płytek. Zastosowanie średniej wartości szybkości korozji do obliczenia trwałości powłoki prowadzi do przeszacowania w przedziale 20 do 80%, dlatego szacowanie trwałości powłok cynkowych na podstawie szybkości korozji ustalonej na płaskich próbkach powinna być odpowiednio zredukowana. Systemy ochronne na metale nieżelazne System Duplex chroni konstrukcje stalowe Red.: Feuerverzinken; 2007, vol. 36, nr 1, s. 10 W München-Oberföhring znajduje się centrum rehabilitacji dzieci i młodzieży z uszkodzeniem mózgowym. Centrum zaprojektowane przez Reicherta Pranschke Maluche składa się z masywnych zamkniętych brył budynków połączonych luźnymi konstrukcjami stalowymi. Uwzględniając typową atmosferę miejską z niewielką ilością zanieczyszczeń przyjęto obciążenie korozyjne klasy C3. W celu zapewnienia możliwie jak najdłuższej ochrony przeciwrdzewnej całą konstrukcję stalową zabezpieczono systemem Duplex, składającym się z ocynkowania zanurzeniowego oraz zestawu powłok lakierowych. Pokrycia proszkowe w systemie Duplex są lepiej przyczepne, gdy ocynkowane podłoże poddano obróbce A. Schütz, J. Triebert i I. Schubert: Farbe und Lack; 2007, vol. 113, nr 2, s W ramach projektu badawczego badano, czy skład pokrycia cynkowego (kąpiel cynkowa i rodzaj obróbki powierzchni) ma wpływ na przyczepność pokrycia. W szczególności badano, jaki wpływ ma skład kąpieli cynkowej na obróbkę powierzchni i tworzenie powłoki konwersyjnej, jakie są zależności pomiędzy rodzajem kąpieli, rodzajem powłoki konwersyjnej, rodzajem pokrycia, jego przyczepnością i właściwościami ochronnymi. 397

2 Obecnie stosowane stale konstrukcyjne zawierają krzem i fosfor w tzw. zakresie Sebisty, co powoduje przy cynkowaniu powstawanie pokrycia cynkowego do 600 μm. Dla uzyskania cieńszych warstw stosuje się stale niskokrzemowe. Wiele ocynkowni wprowadza do kąpieli cynę i bizmut jako dodatki stopowe. Mimo to występują problemy z wytworzeniem warstewki konwersyjnej, a w praktyce są to kłopoty z przyczepnością np. farb proszkowych do ocynkowanego podłoża. Zagadnienia te nie są dotychczas zbadane. Opisane prace obejmują etapy cynkowania, obróbki powierzchni, otrzymywania pokryć proszkowych i badania obciążeniowe otrzymanych systemów Duplex. Badano kąpiele konwencjonalne i kąpiele zawierające cynę i bizmut. Obróbka powierzchni obejmowała metody stosowane w praktyce (żółte chromianowanie, fosforanowanie cynkowe, obróbka bezchromianowa na bazie silanu, fosforanowanie trójkationowe, metodą polimeru Ti, Zr, F) na to nanoszono farby proszkowe. Uzyskane wyniki pokazują, że rodzaj pokrycia cynkowego nie ma wpływu na przyczepność, pokrycia zawierające cynę i bizmut nie wpływają negatywnie na efekt końcowy. O końcowym efekcie decyduje rodzaj obróbki chemicznej powierzchni. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy zastosowaniu konwencjonalnego żółtego chromianowania, pewną alternatywą może być trójkationowe fosforanowanie i metoda polimeru Ti, Zr, F. Zwiększenie chropowatości podłoża daje wynik podobny jak fosforanowanie trójkationowe i metoda polimeru Ti, Zr, F. Porównanie systemów ochrony przed korozją pod kątem ochrony środowiska Red.: Feuerverzinken; 2006, vol. 35, nr 04, s Do ochrony przeciwrdzewnej konstrukcji stalowych stosowane są głównie cynkowanie zanurzeniowe oraz pokrywanie powłokami lakierowymi. Obok klasycznych kryteriów wyboru odpowiedniego systemu jak trwałość, funkcjonalność czy koszty, coraz większego znaczenia nabierają aspekty ekologiczne. Na Uniwersytecie Technicznym w Berlinie przeprowadzone zostały badania porównawcze zestawu powłok lakierowych (wg DIN EN ISO 12944) oraz powłok cynkowych naniesionych zanurzeniowo (wg DIN EN ISO 1461) pod kątem porównawczego bilansu ekologicznego (wg EN ISO ff). Badania porównawcze obejmują dany system w całym cyklu życia, tzn. od początku procesu produkcyjnego, przez stosowanie, eksploatację pokryć do likwidacji odpadów (ścieków, emisji). Analizowane są wszystkie surowce (od ropy, rud) do materiałów, które na końcu przyjmuje środowisko (odpady, substancje emitowane). W bilansie uwzględniona jest emisja gazów dających efekt cieplarniany. W celu umożliwienia porównania obu systemów założono, że pokrycia winny dać pełną ochronę przeciwrdzewną średnio ciężkiej konstrukcji stalowej (np. budynek parkingu o powierzchni stali 20 m 2 /t) w atmosferze o średnim obciążeniu korozyjnym (kategoria C3) w okresie 60 lat. Dla pokrycia z cynku naniesionego zanurzeniowo przyjęto grubość 100 μm oraz średni ubytek powłoki dla kategorii C3 1 μm/rok. Dla zestawu powłok lakierowych założono łączną grubość 3 warstw 240 μm oraz konieczność wykonania oczyszczenia powłok i naniesienia zestawu renowacyjnego po każdych 20 latach eksploatacji. Ocenę obciążenia środowiska wykonano po kątem 5 kategorii działania: 1. zużycia materiałów (i mediów), 2. efektu gazów cieplarnianych, 3. tworzenia się fotooksydantów, 4. zakwaszania środowiska, 5. obciążenia ściekami. Porównawczy bilans ekologiczny wykazał, że we wszystkich 5 kategoriach technologia cynkowania zanurzeniowego mniej obciąża środowisko niż technologia pokrywania powłokami lakierowymi. Znaczącymi zaletami są też duża trwałość naniesionej powłoki cynkowej oraz brak konieczności wykonywania prac renowacyjnych. Zastosowanie powłok wysokocynkowych do ochrony mostów L. Tuisku: Korróziós figyelő; 2006, nr 4, s Omówiono mechanizm działania powłok o dużej zawartości cynku, Porównano różne farby stosowane w kilku krajach do antykorozyjnego zabezpieczania mostów, biorąc pod uwagę zawartość cynku, normy i wymagania. Linia malowania proszkowego uzyskuje dopuszczenie kolei niemieckich Red.: Metalloberfläche; 2006, vol. 60, nr 5, s Linia malowania proszkowego firmy Sedatec otrzymała dopuszczenie kolei niemieckich. Umożliwia to malowanie blach, gdy pokrycie musi mieć 30-letnią trwałość. Zastosowanie malowania proszkowego pozwala na ograniczenie kosztów prawie o połowę w porównaniu z malowaniem farbami ciekłymi. Wiele części wagonów i lokomotyw w Niemczech maluje się proszkowo. Kolej stawia pokryciom wymaganie 1000 h odporności na mgłę solną, podczas gdy przy samochodach jest to 500 h. Dla spełnienia tak wysokich wymagań kładzie się nacisk na odpowiednie przygotowanie podłoża, blachy podlegają sześciostopniowej obróbce, zakończonej naniesieniem 20 μm warstwy fosforanu żelazowego. Elementy aluminiowe są pasywowane lub chromianowane. Umożliwia to uzyskanie przyczepnej powłoki proszkowej. Blachy z naniesioną warstwą farby proszkowej ogrzewane są do 160ºC, utwardzanie w tej temperaturze trwa 15 minut. Moc pieca i szybkość przenośnika regulowane są w zależności od grubości blach i wagi elementów. Linia wyposażona jest w dwie kabiny automatyczne, umożliwia to łatwą zmianę koloru. W czasie gdy jedna linia pracuje, druga jest przygotowywana. Dla małych serii lub dużych elementów stosowane są dodatkowe kabiny z własnymi piecami. Można w nich pokrywać elementy o wymiarach do 3,2 1,2 1,4 m. Wysoka jakość zastosowanej linii firmy Eisenmann i ścisły nadzór kąpieli do obróbki umożliwiają zapewnienie żądanej trwałości pokrycia. Oprócz wysokiej odporności na mgłę solną pokrycia są odporne na olej napędowy, środki konserwujące, mają trwały połysk. Farby proszkowe dla przemysłu samochodowego W. Dohnt: Besser lackieren; 2006, vol. 8, nr 18, s. 4 Od ok. 2,5 lat firma Tiger rozwija grupę farb proszkowych Tiger Drylac dla przemysłu samochodowego. Farby te przeznaczone są do malowania i uszlachetniania powierzchni części samochodów osobowych, ciężarowych, autobusów i motocykli. Do dyspozycji są 4 grupy farb: Wheel Line składający się z gruntu i lakieru bezbarwnego do malowanie felg, Frame Line do malowanie elementów wewnętrznych (np. listew ozdobnych), Trim Line do malowania elementów zewnętrznych oraz Functional Line do malowania elementów niewidocznych np. w komorze silnika. Wizytówką firmy są systemy do malowania ciśnieniowo odlewanych felg aluminiowych. Istnieje system dwuwarstwowy: emalia bazowa, lakier bezbarwny oraz system trójwarstwowy: grunt, emalia bazowa, lakier bezbarwny. Farby te zalecane są również do innych zastosowań. Wymienione systemy cechują się powłokami bez wad typowych dla porowatych podłoży, świetną przyczepnością międzywarstwową i do innych systemów lakierowych, dobrym znoszeniem się z innymi systemami lakierowymi, dobrą rozlewnością, kolorami od jasno-popielatego do czarnego, korzystnymi parametrami wypalania. Grunty bazują na żywicach epoksydowych, poliestrowych lub mieszaninach hybrydowych, a lakiery bezbarwne bazują na żywicach akrylowych GMA, poliestrowych bez TGIC oraz poliuretanowych. Systemy te przyjęte są do stosowania w Audi, Borbet Gruppe, ATS, Rial. Bezchromianowe systemy powłokowe do ochrony przed korozją stopów aluminiowych stosowanych w lotnictwie N. Voevodin i in.: Materials Performance; 2006, vol. 45, nr 11, s Lotnictwo USA wymaga opracowania przyjaznych dla środowiska bezchromianowych systemów powłokowych dla samolotów, które spełniają lub przewyższają obecnie możliwości ochrony przeciwkorozyjnej. W ciągu ostatnich lat opracowano szereg bezchromianowych preparatów do obróbki wstępnej i farb do gruntowania. Raport porównuje odporność korozyjną wybranych, w pełni bezchromianowych, systemów powłokowych ze standardowymi zestawami zawierającymi chromiany. Uzyskane dane pozwoliły na wyselekcjonowanie dwóch zestawów bezchromianowych, które mają porównywalne właściwości do typowych systemów powłokowych zawierających chromiany stosowanych na samolotach. 398

3 Nowe wielofunkcyjne nanopowłoki D. Ondratschek: Besser lackieren; 2006, vol. 8, nr 20, s. 8 Zlecony przez Unię Europejską projekt dotyczy eliminacji szkodliwych dla zdrowia powłok zawierających chrom VI. Jego celem jest opracowanie wielofunkcyjnych wyrobów powłokowych niezawierających ciężkich metali o dobrych właściwościach ochronnych na bazie nanokompozytów, a przede wszystkim opracowanie preparatów do obróbki powierzchniowej oraz wyrobów powłokowych dla elementów ze stali, aluminium i magnezu dla potrzeb europejskiego przemysłu lotniczego. Nowe materiały winny cechować się bardzo dobrymi własnościami ochronnymi, gwarantując przy tym dużą trwałość powłok. Przewiduje się, że Fraunhofer IPA opracuje zarówno wyroby na bazie nanokompozytów jak wszystkie warunki procesowe (w tym aplikacyjne). Jakość powłok i stabilność procesów oceniana będzie przez wnikliwe badanie pokrytych elementów. Odporne na wpływy atmosferyczne farby proszkowe do malowania na aluminium M. Gedan-Smolka, M. Edelmann i M. Demmler: Farbe und Lack; 2006, vol. 112, nr 11, s Blachy pokrywane w warunkach fabrycznych powłokami organicznymi, poddawane następnie dalszej przeróbce są uznawane za przyszłościowe. Do pokrywania blach z aluminium stosowane były do tej pory ciekłe wyroby lakierowe. Przeszkodą dla wprowadzenia farb proszkowych jest ich zbyt wysoka (jak dla aluminium) temperatura utwardzania (170200ºC), dlatego dotychczas farby proszkowe na podłoże aluminiowe nanoszone są tylko na gotowe elementy. Wadą tego rozwiązania są dodatkowe koszty, czas transportu i konieczność czyszczenia elementów przed nałożeniem farby proszkowej. Aby można było farbę proszkową nakładać na płaskie blachy, konieczna jest odpowiednia elastyczność powłok i możliwość utwardzania w temperaturze poniżej 150ºC. W końcu lat 90. ubiegłego wieku opracowano koncepcję niskotemperaturowego sieciowania farb proszkowych odpornych na czynniki atmosferyczne. Podstawowym zagadnieniem jest specjalny utwardzacz bez dodatków blokujących i żywica z grupami funkcyjnymi OH. Zagadnienie to może być rozwiązane dwuwariantowo, przez utwardzanie jedno lub dwustopniowe. Przy jednostopniowym procesie pełne usieciowanie zachodzi na płaskich blachach, w dwustopniowej metodzie powłoka na płaskich blachach jest wstępnie sieciowana w temp. 150ºC, następnie po obróbce pokrycie na elementach jest sieciowane w 180ºC. Wtedy zachodzi końcowa krystalizacja aluminium. Przedmiotem prac był wariant jednostopniowy. Uzyskanie odpowiedniej elastyczności umożliwiła kombinacja żywicy poliestrowej Crylcoat 240, utwardzacza Crelan VPLS 2147 i katalizatora Zn(ac ac) 2. Przeprowadzone badania pozwoliły opracować dwa nowe typy farb proszkowych. Blachy z pokryciem poddano badaniom w firmie Daimler Chrysler; wykazano, że ich właściwości przewyższają właściwości pokryć dotychczas stosowanych. Dalszą możliwością zastosowania jest przemysł elektroniczny. Farby stosowane do malowania stali i aluminium w atmosferze Kuwejtu H. M. Shalaby i in.: Materials Performance; 2006, vol. 45, nr 4, s Pomalowane próbki ze stali węglowej i aluminium były eksponowane przez 5 lat w 85 miejscach w atmosferze pustyni w Kuwejcie. Próbki stalowe pokryte były powłokami poliuretanowymi i akrylowymi na bazie wodnej oraz rozpuszczalnikowej. Na aluminium nałożone zostały proszkowe powłoki poliestrowe. Powłoki oceniane były pod względem utraty połysku na próbkach stalowych i aluminiowych oraz na próbkach stalowych pod względem stopnia i szybkości skorodowania. Wartości utraty połysku i stopnia skorodowania przedstawione zostały na mapach. Wszystkie powłoki uległy silnemu zmatowieniu. Pomalowana stal węglowa wykazywała niewielkie rdzawe nacieki i trochę nalotów rdzy. Przestawiono ranking badanych powłok. Pirogeniczne osadzanie nanowarstw SiO 2 na stali ocynkowanej metodą CVD (Chemical Vapour Deposition) B.Schinkinger i G.Grundmeier: Galvanotechnik; 2007, vol. 98, nr 1, s W poszukiwaniu nowych systemów lakierowych do malowania blach w zwojach należy zwrócić szczególną uwagę na zapewnienie znacznie wyższej odporności na korozję oraz niskiej szkodliwości dla środowiska. Aby spełnić te wymagania, coraz większe zainteresowanie wzbudzają procesy oparte na chemicznym osadzaniu z par (CVD). Dotyczy to szczególnie procesu nakładania powłok w połączeniu z CVD. Innowacyjnym rozwinięciem jest zastosowanie powłok z krzemionki powstałej drogą pirolizy w płomieniu oraz cienkiej warstwy zwiększającej adhezję. Kompleksowa ocena podstawowych właściwości farb o dużej zawartości cynku R.D. Bakajewa i in.: Promyszlennaja Okraska, 2006, nr 2, s. 812 W ostatnich latach do ochrony przed korozją, na równi z wyrobami lakierowymi, systemami polimerowymi a także powłokami metalicznymi z najbardziej rozpowszechnionymi cynkowymi, stosuje się polimerowe kompozycje powłokotwórcze wysoko napełnione cynkiem. Po naniesieniu na przygotowaną stalową powierzchnię tworzą one powłokę złożoną z substancji błonotwórczej i zdyspergowanego pyłu cynkowego. Omówiono wyniki badań porównawczych wybranej farby rosyjskiej wypełnionej cynkiem (CWES) z produktem belgijskim ZINGA z firmy Zingametall. Obydwa wyroby mają analogiczne przeznaczenie, zakres i sposób stosowania, a różnią się substancją błonotwórczą. W badaniach oznaczono istotne właściwości dla tego rodzaju wyrobów jak lepkość, czas schnięcia, grubość naniesionej powłoki, adhezję jak też dynamikę zmian właściwości technologicznych, ochronnych i mechanicznych w zakresie temperatur od -15 o C do 50 o C. Badania wykazały, że produkt belgijski ZINGA ma zespół lepszych właściwości technologicznych i ochronnych od CWES, natomiast ten ostatni wykazuje lepsze właściwości mechaniczne. Stwierdzono, że przy wyborze najskuteczniejszych wyrobów lakierowych dla danych warunków eksploatacji konstrukcji metalowej należy uwzględniać dynamikę zmian podstawowych właściwości technologiczno-antykorozyjno-ochronnych i mechanicznych. Pokrycia w ekstremalnych obciążeniach U. Hasselmann i H. W. Herr: Metalloberfläche, 2006, vol. 60, nr 3, s Przy budowie energetycznych instalacji wiatrowych poszczególne elementy łączone są przy pomocy śrub. Dla elementów nośnych są to śruby od M 30 do M 64. Ilości materiałów łączących są znaczne i np. przy instalacji klasy 2 MW jest to 6,1 tony połączeń, co daje, nie licząc drobnych śrub, 1,5% masy całkowitej konstrukcji. Śruby spełniać muszą, oprócz wymagań statycznych, dynamicznych, termicznych, także bardzo wysokie wymagania w zakresie ochrony przed korozją. Tradycyjne techniki połączeń w instalacjach wiatrowych korzystają z doświadczeń budownictwa, gdzie stosowane jest cynkowanie zanurzeniowe. Jednak w wielu przypadkach zastosowanie śrub ocynkowanych nie jest możliwe ze względu na specjalne wymagania, związane ze zmęczeniem materiału. W takich przypadkach stosowane są pokrycia zawierające cynk płatkowy. Instalacje energetyki wiatrowej nie są bezpośrednio objęte obowiązującą od lipca 2007 r. dyrektywą Unii, dotyczącą zawartości chromu sześciowartościowego, ale najczęściej nie jest dopuszczalne, by w instalacjach, które mają chronić środowisko, stosowany był materiał szkodliwy, jeżeli istnieje alternatywa dla Cr 6+. Obecnie stosowane są bezchromianowe systemy Delta MKS firmy Dren MKS Systeme GmbH & Co. KG Hardecke. Przy pokrywaniu dużych, wytrzymałych śrub konieczne jest przestrzeganie wielu wymagań; oznacza to ścisłą współpracę przy opracowywaniu procesów między producentem śrub i wykonującym zabezpieczenia. Duże śruby są łamliwe, co wynika z oddziaływania atomów wodoru, wytworzonego w czasie obróbki wstępnej lub w trakcie procesów korozyjnych. Dlatego ważne jest zabezpieczenie przed kruchością wodorową przez odpowiednie wykonanie śrub. 399

4 Badania korozyjne Badania zanurzeniowe korozji miedzi w wodnych stężonych roztworach bromku litu M.J. Muñoz-Portero i in.: Corrosion; 2006; vol. 62, nr 11, s Przeprowadzono badania szybkości korozji miedzi zanurzonej w stężonych roztworach bromku litu, zawierających 400 g/l i 700 g/l tego związku. Badania przeprowadzono w temperaturze otoczenia oraz w 70 o C i 110 o C. Szybkość korozji mierzono metodą grawimetryczną i polarografii różnicowej (DPP 50 ). Stwierdzono, że w temperaturze 70 o C szybkość korozji rośnie w czasie, natomiast w 110 o C początkowo rośnie liniowo, a następnie ustala się na praktycznie stałym poziomie. Produkty korozji utworzone w roztworze zawierającym 400 g/l LiBr składają się z mieszaniny CuBr i CuO-Cu(OH) 2 o budowie krystalicznej i ziarnistej. W roztworze zawierającym 700 g/l LiBr tworzą się natomiast produkty o budowie galaretowatej i amorficznej, składające się z mieszaniny CuBr i CuBr 2 3Cu(OH) 2. Korozja atmosferyczna materiałów konstrukcyjnych w dwóch miejscach ekspozycji w Chennai badania porównawcze M. Natesan i in.: Corrosion; 2006, vol. 62, nr 10, s Przeprowadzono badania różnych materiałów konstrukcyjnych, takich jak stal miękka, stal ocynkowana i aluminium, w środowisku morskim i przemysłowym w Chennai. Stwierdzono, że zróżnicowanie szybkości korozji, oznaczanej metodą ubytku masy co miesiąc i rok, jest większe w atmosferze morskiej niż przemysłowej, co jest spowodowane większą zawartością chlorków. W obydwóch środowiskach zaobserwowano liniową zależność szybkości korozji od czasu ekspozycji. Głównym produktem korozji stali miękkiej był magnetyt i lepidokrokit, przy czym warstewka tlenkowa utworzona w środowisku morskim była bardziej warstwowa niż w środowisku morskim, co świadczy o większej agresywności korozyjnej tej pierwszej. W środowisku morskim na cynku stwierdzono obecność chlorku cynku i Zn 5 (OH) 8 Cl 2 H 2 O, związków rozpuszczalnych w wodzie, natomiast w środowisku przemysłowym utworzenie nierozpuszczalnego ZnSO 4 3Zn(OH) 2 NaCl 6H 2 O, który inhibituje korozję cynku. Powłoka cynkowa po 2 latach ekspozycji w środowisku morskim uległa całkowitemu rozpuszczeniu, natomiast w środowisku przemysłowym na powłoce cynkowej stwierdzono obecność warstwy, której wewnętrzna część stanowi cienka, ścisła warstewka ZnO a zewnętrzną gruba, porowata warstewka 2ZnCO 3 3Zn(OH) 2, zmniejszająca szybkość korozji w czasie. W czasie ekspozycji w środowisku morskim aluminium uległo silnej korozji wżerowej. W środowisku przemysłowym szybkość korozji zmniejszała się w miarę upływu czasu, na skutek utworzenia się grubej, ciągłej warstwy produktów korozji. Ochrona cynku przed korozją w środowisku kwasu difosfonowego A. Pilbáth i in.: Korróziós figyelő, 2006, nr 5, s Powłoki cynkowe otrzymane metodą zanurzeniową zapewniają dobrą ochronę katodową stali przed korozją. Właściwości ochronne powłoki cynkowej można zwiększyć stosując odpowiednią obróbkę, np. chromianowanie. Ze względu na szkodliwość stosowanych do chromianowania związków Cr(VI) poszukuje się zastępczych, przyjaznych środowisku metod zwiększenia właściwości antykorozyjnych cynku. Omówiono badania skuteczności ochronnej kwasów difosfonowych o różnej długości łańcucha [H 2 O 3 P-(CH 2 ) n -PO 3 H 2, n = 5, 7, 8, 12]. Odporność na korozję konstrukcji ze stopów aluminium i perspektywy jej wdrożenia w samolotach Tu W.W. Sadkow, I.I. Mirkin: Promyszlennaja Okraska, 2006, nr 5, s Odporność samolotów na korozję jest bezpośrednio związana z ich bezpieczeństwem i efektywnością ekonomiczną. Szczególnie aktualne jest to w przypadku do dziś eksploatowanych samolotów, skonstruowanych w latach 60. i 70. XX wieku. Mimo postępu w dziedzinie tworzywowych materiałów kompozytowych, w samolotach wciąż jeszcze stosuje się wiele stopów aluminiowych i manganowych w postaci różnych półfabrykatów. Jednym z ważniejszych problemów jest zabezpieczenie przed korozją stopów aluminiowych. Publikacja omawia kompleksowy program opracowany w zakładach Tupolew w Rosji w celu rozwiązania tego problemu. Przedstawiony program zawiera następujące działania: badanie szybkości korozji na próbkach i półfabrykatach i opracowanie na tej podstawie metody kontroli i prognozowania odporności korozyjnej materiałów i konstrukcji, wykonanie badań odporności na korozję próbek w warunkach naturalnych w różnych wariantach schematów i technologii ochrony i opracowanie na tej podstawie wytycznych do projektowania, opracowanie, z uwzględnieniem produktów zagranicznych, wysokoefektywnych systemów lakierowych do malowania zewnętrznych powierzchni samolotów w celu uzyskania walorów dekoracyjnych i odporności detali aluminiowych na korozję, w ostrych warunkach atmosferycznych w okresie nie mniejszym niż 68 lat. Autorzy projektu spodziewają się uzyskać podwyższenie odporności na korozję stopów aluminiowych w maksymalnym stopniu, co pozwoli na efektywne ich stosowanie w przemyśle lotniczym. Analiza uszkodzeń szybkie uszkodzenie pakietu napowietrznego skraplacza z miedzioniklu A. Veld: Materials Performance; 2006, vol. 45, nr 4, s Stwierdzono występowanie nieoczekiwanych uszkodzeń pakietu skraplacza z miedzioniklu, podczas gdy pakiety z brązu aluminiowego wykazują chemiczną odporność przez okres dłuższy niż 20 lat. Badania ujawniły, że międzykrystaliczny atak/pękanie rurek z miedzioniklu było powodowane działaniem wilgotnego siarkowodoru zawartego w medium. Literatura wskazuje, że miedzionikiel jest znacznie bardziej wrażliwy na działanie wilgotnego siarkowodoru niż brąz aluminiowy. Miedzionikiel jest nieprzydatny jako materiał na rurki w systemach skraplaczy, w których znajdują się znaczące ilości siarkowodoru i amoniaku. Przypadek uszkodzenia miedzianej rury wskutek korozji pod wpływem mikroorganizmów A.F. Cantor i in.: Materials Performance; 2006, vol. 45, nr 6, s Po dokładnych badaniach uszkodzenia miedzianych rur przesyłowych wody w systemie wodociągowym ustalono, że jego przyczyną jest korozją stymulowana przez mikroorganizmy (MIC). Po dezynfekcji okazało się, że problem został zlikwidowany. Korozja stymulowana przez mikroorganizmy jest zazwyczaj pomijana w badaniach korozyjnych systemów wody pitnej. Opisany przypadek jest dobrym przykładem znaków wskazujących na korozję stymulowaną mikroorganizmami oraz środowisk wodnych, w których może ona występować. Korozja stykowa Red.: Feuerverzinken; 2006, vol. 35, nr 02, s. 14 Różne metale mają różne własności fizyczne i chemiczne. Wynika to między innymi z ich potencjału elektrochemicznego w odniesieniu do normalnej elektrody węglowej. Cynk jest metalem względnie nieszlachetnym i w agresywnym środowisku chroni elektrochemicznie szlachetniejszą stal. Stosowane są również inne pary metali jak np. cynk i miedź, cynk i aluminium lub cynk i stal nierdzewna. Zasadniczo w tych parach nie ma problemu z korozją. Niekiedy może jednak wystąpić tzw. korozja stykowa. W przypadku korozji stykowej ważną rolę odgrywają warunki środowiska, ponieważ tylko w obecności elektrolitów o dobrym przewodnictwie elektrycznym następować mogą procesy korozyjne. W suchych pomieszczeniach korozja stykowa nie występuje, natomiast w warunkach zewnętrznych korozja stykowa zależy od wilgotności i czasu działania czynników agresywnych, np. słonego powietrza morskiego lub wody morskiej. Duże znaczenie mają proporcje powierzchni stykających się metali. Stosunek powierzchni metalu o anodowym (ujemnym) potencjale w stosunku do metalu z katodowym (dodatnim) potencjałem winien być wysoki. To oznacza w praktyce, że wielka powierzchnia stali ocynkowanej ogniowo w kontakcie z małą powierzchnią z szlachetniejszego metalu jest korzystniejsza aniżeli odwrotnie. 400

5 Kontakt cynkowanej ogniowo stali z aluminium: niebezpieczeństwo korozji stykowej jest znikome. Wyjątek stanowić może sytuacja, gdy wielka powierzchnia blachy aluminiowej w wilgotnym klimacie styka się z małą konstrukcją z ocynkowanej stali. Kontakt ocynkowanej ogniowo stali z miedzią: ze względu na dużą różnicę potencjałów pomiędzy cynkiem i miedzią należy unikać bezpośredniego kontaktu tych metali. Przykładowo gdy rury miedziane montowane są z opaskami ze stali ocynkowanej, pomiędzy powierzchnie kontaktowe musi być włożona taśma izolująca. Należy również uniemożliwić ściekanie wody z miedzi na ocynkowaną stal. Kontakt ocynkowanej ogniowo stali ze stalą nierdzewną: najczęściej stosuje się konstrukcje ze stali ocynkowanej w połączeniu ze śrubami lub nakrętkami ze stali nierdzewnej. W normalnych warunkach atmosferycznych takie połączenie jest bezpieczne. Jeżeli jednak konstrukcja ma kontakt z wodą zawierającą jony (łatwo przewodzącą), to winny być stosowane podkładki z tworzywa lub folii pomiędzy powierzchniami tych metali. Nowe koncepcje tworzenia powłok na stopach magnezu przy zastosowaniu SAM (samoukładające się monowarstwy) S.Funk: Galvanotechnik; 2007, vol. 98, nr 1, s Stopy magnezu, obok aluminium, odgrywają ważną rolę jako materiały wykorzystywane w produkcji samochodów i samolotów. Przewiduje się, że w następnym dziesięcioleciu wzrost zużycia magnezu będzie wynosił ok. 15% rocznie. Stąd powstało zapotrzebowanie na nowe, ekonomiczne i ekologiczne metody wytwarzania powłok na tym metalu i jego stopach. Związany z tym program badawczy dotyczy stosowania nanotechnologii do otrzymywania funkcjonalnych powłok SAM. Powłoki takie stanowią podłoże dla dobrego, adhezyjnego wiązania powłok lakierowych lub klejów, a także wzmacniają ochronę przed korozją. Do wytwarzania tego rodzaju powłok służą wodne lub alkoholowe roztwory takich związków, jak kwas undodecylofosfonowy lub kwas dodecylofosfonowy, jak i inne. Pomiar kąta zwilżania oraz badania metodą spektroskopii w podczerwieni są metodami wykorzystywanymi do charakteryzowania wytworzonych powłok. Badania korozji galwanicznej stopu lutowniczego cyna/srebro i miedzi M. Wang, D. Arcury i S. Mohapatara: Materials Performance; 2007, vol. 46, nr 6, s W układach chłodzących często stosowane są rury z miedzi, które łączy się ze sobą za pomocą różnych materiałów. Ze względu na możliwość wystąpienia korozji galwanicznej łączonych metali w kontakcie z cieczą przenoszącą ciepło, należy starannie dobierać materiały łączące, na podstawie wyników badań korozyjnych. W wielu procesach chłodzenia stosuje się ciecze chłodzące zawierające mrówczan potasu. Oferują one doskonałe właściwości termofizyczne, są niepalne i przyjazne dla środowiska, ponadto są nietoksyczne w porównaniu z glikolem etylenowym, mają mniejszą lepkość niż glikol propylenowy i są mniej korozyjne niż ciecze zwierające chlorek wapnia. Szybkość korozji miedzi i innych metali w roztworze zawierającym 41% mrówczanu potasu można ograniczyć do kilku mikrometrów na rok, jednak przy zastosowaniu miękkiego stopu lutowniczego (Pb-30Sn) szybkość korozji, zmierzona zgodnie z ASTM D 1384, wynosi aż 190 μm/rok. Znacznie mniejszą szybkość korozji stwierdzono w przypadku zastosowania stopu CuAg15P5, jednak ze względu na duże koszty tego stopu lutowniczego (duża zawartość srebra w stopie) poszukiwano innych rozwiązań. Przeprowadzono badania, metodami elektrochemicznymi, stopu lutowniczego SnAg4, w celu oceny odporności na korozję galwaniczną złącza SnAg/Cu. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że szybkość korozji galwanicznej można zmniejszyć do 2540 μm/rok, w przypadku stosunku powierzchni katody do anody > 2,6. Szybkość korozji galwanicznej jest znacznie mniejsza niż szybkość korozji ogólnej samego stopu lutowniczego (ok. 456 μm/rok). Stop SnAg4 może być dobrym i atrakcyjnym cenowo materiałem łączącym rury z miedzi w układach chłodzących zawierających mrówczan potasu, pomimo, że jego odporność na korozję nie jest tak dobra jak droższego stopu CuAg15P5. 401