IX PREDAVANJE POVRINSKA ZATITA Kositrene bronce koje sadre

IX PREDAVANJE POVRŠINSKA ZAŠTITA Kositrene bronce koje sadrže 5 do 20 5 Sn a eventualno i 2 do 7% Zn postojanije su od bakra u vrućim oksidima plinovima u vlažnoj atmosferi morskoj vodi i organskim kiselinama. Al - bronce s 5 – 10% Al i eventualno Fe, Ni ili Mn (do 4%) otpornije su od prethodnih bronci. Sn. Pb- bronce sadrže 5 -10% Sn , 5 - 20 % Pb (2 -7% Zn) Silicijeve bronce imaju 3 - 15 % Si i to obično uz 1 -15% Mn Porastom sadržaja Si povećava se kiselost i napetosna korozija U mjedi ima 20 - 44% Zn i eventualno 3% Pb

U specijalne vrste mjedi koje kao legirajuće dodatke sadrže Al ( do 2 %) kositra (do 1, 3%) Ni (do 2%) itd Legura s manje od 39% Zn je jednofazna (α – mjed) a legura s 39 - 44% Zn sastoji se od dvije faze (α i β mjedi) U vrućim oksidnim plinovima mjed je postojanija od bakra zbog nastojanja površinskog zaštitnog sloja oksida u kojem je udio Zn. O – povećan u odnosu na sadržaj Zn u leguri. Patina na mjedi također ima nešto bolja zaštitna svojstva nego na bakru. Na mjedi se susreću prije specifične korozijske pojave, i to decinkacija i sezonsko pucanje.

Decinkacija: je komponentno - selektivna elektrokemijska korozija koja teče izravno selektivnim otapanjem Zn iz mjedi bilo neizravno otapanje mjedi ili sekundarnim izlučivanjem bakra. Decinakciji su podložne samo Cu. Zn - legure s > 15% Zn, susreću se u slatkoj i slanoj vodi te mnogim kiselinama ili slabo lužnatim sredinama. Nakon decinkacije na površini predmeta i konstrukcijama zaostaju tamnocrvena spužvasta bakrena masa neznatne čvrstoće, ali se dimenzije uopće ne mijenjaju. Decinakcija može biti slojevita (opća) ili lokalna Decinkacija najdjelotvornije se sprečava dodatnim legiranjem npr. mornarička mjed s 37% Zn i sa 1% sn , dobro je još dodati 0, 05% As, Pb ili P

Sezonsko pucanje mjedi posljedice je interkristalna napetosne korozija a očituje se dugačkim cik-cak – pukotinama koje se su najčešće hladno vučenom neožarenom materijalu sa zaostalim napetostima. Sklonost sezonskom pucanju zapaža se zbog naprezanja i napetosti u vlažnoj atmosferi. Sprečava se snižavanjem napetosti (popuštanjem) Mjed s 70% Cu popušta se žarenjem na 275 °C do 350 °C kroz 1 h

Legure bakra s Ni koje sadrže 10 - 45% Ni dobre su kao rashladne cijevi s morskom vodom. Legure s 41 - 45 % Ni (konstantan) služe za izradu električnih otpornika Novo srebro (alpaka) tj legura s 47 - 65 % Cu , 20 - 30 % Zn i 12 - 18% Ni - upotrebljavaju umjesto srebra za izradu pribora za jelo , ukrase dekorativne predmeta – vrlo otporan na kloride i organske kiseline tj. na agresivne sastojke živežnih namjernica – legura obično ne izaziva trovanje bakrom.

Nikl - i njegove legure Nikl ima dobra mehanička svojstva , lako se obrađuje i oblikuje a korozijski je vrlo otporan. Zbog ekonomskih razloga rijetko se upotrebljava kao konstrukcijski materijal. Najraširenija priprema je ako Ni- prevlaka zaštitno – dekorativnog karaktera ( nanose se galvanskim putem) U vrućim oksidnim plinovima postojan sve do 1000 °C U H 2 S nikl već korodira pri 100 °C Atmosferska korozija Ni- je vrlo spora, a očituje se gubitkom sjaja i tamnjenje metala.

Ni - je postojan u slabo aeriranim razrijeđenim neoksidativnim – kiselinama kao što su : H 2 SO 4 , HCl, HF, H 3 PO 4 i organske kiseline. Kontakt si Ni - u elektrolitima ubrzavaju koroziju Al, ugljičnog čelika i sivog lijeva. Najvažnije Ni. Cu – legura MONEL - 63 - 69 %Ni i 28 - 32 % Cu te nešto Fe, Mn, Al, Si i C Ni- legure s kromom (10 - 20%) vatrostalnost i vatrootpornost Dobar- otporan s širokom primjenom Legura 76% Ni, 16 %Cr i 7% Fe – INKONEL Legure Ni-Mo - Haslelloy 50 - 60% Ni i 20 – 30%Mo - Haslelloy B 60 - 61 % Ni 26 – 30 % Mo

KOBALTNE LEGURE - skup materijal - po korozijskim svojstvima sličan Ni - legure imaju važnu ulogu zbog specifičnih svojstava. Legure: Co, Cr, Mo – vrlo postojane prema biološkim sokovima ( zubne proteze, kirurški umetci). - najpoznatiji VITALIJ: 60 - 65 % Co , 27% Cr, 6 % Mo uz približno 0, 25 % C Legura u ljudskom tijelu ne izaziva alergijske reakcije i godinama zadržava visoki sjaj. Najpoznatija skupina Co. Cr. W – legura STELITI ( STELLITE) Sadrži : 25 - 35 % Cr, 2 -10% W, 0, 2 - 2, 5% C - zavaruje se na sjedištima ispušnih ventila u motorima, lopatice parnih turbina

KROM Krom zbog visoke cijene i znatne krhkosti primjenjuje isključivo u obliku prevlake koji se obično nanese galvanskim ili difuzijskim postupkom. Po korozijskom – ponašanjem ovaj metal sličan nehrđajućim čelicima i to visokolegiranim Cr- čelicima. - otporan na oksidativne elektrolite Nije otporan u HCl i HF TANTAL Vrlo skup metal, zbog izvrsnog korozijskog ponašanja primjenjuje se izvanredno agresivnim okolinama. Tantal je sklon pravoj pasivnosti koja se ne gubi i u vrlo agresivnoj sredini.

CIRKONIJ i njegove legure Čisti cirkonij značajno je da ne apsorbira neutrone, te ga primjenjujemo u konstrukciji nuklearnih reaktora. Zbog prave pasivnost primjenjuje se kemijskoj industriji otporan je sve kiseline i lužine, vodu, morsku vodu. Nije otporan na Fluoridna i heksafluorsilikatna kiselina te zlatotopka

CINK i njegove legure Zn je najneplemenitiji metal sklon u nekim sredinama kemijskoj pasivnosti zbog nastojanja netopivih kompaktnih slojeva. Nisko talište, loša mehanička svojstva, ograničavaju primjenu kao konstrukcijskog materijala. Važnije su Zn – (legure posebno za tlačno lijevanje ) Zn-prevlake – djelotvorno štiti Ugljični čelik – katodnom zaštitom i loše Zn- prevlake štiti ugljični čelik Zn - prevlake postojane su gotovo do tališta 390 °C

U atmosferi cink se prevlači bijelom (bezbojnom)slojevima bazičnih soli (smjesom hidroksida i karbonata, sulfata ili klorida) koji djeluju zaštitno - zovemo ih još bijelom hrđom Zn - je obično otporan na vodu i slabe kiseline, neutralne i slabo lužnate otopine jer se kem. pasivira KOSITAR i njegove legure - skup metal, velike žilavosti mehaničke čvrstoće, tvrdoće Primjena: - izrada folija, - cijevi, ambalaže, - ukrasnih predmeta, - jedaćeg pribora. Kositrene prevlake na čeliku, bakru i bakrenim legurama ako se nanosi na tanki lim zove se bijeli lim

Kositar kao metal korodira u različitim lužnatim sredinama U dodiru sa živežnim namjernicama vrlo sporo korodira, a produkt korozije nisu otrovnog utjecaja a bijeli lim pretežno upotrebljava za proizvodnju konzervi u prehrambenoj industriji gdje su pokositreni dijelovi opreme. U konzervama ako se štiti Sn – prevlakama korodira lim čelika uz oslobođenje vodika- konzerva bubri do izobličenja – što je znak da nije za upotrebu kositar s olovom – upotrebljavaju za legiranje u elektrotehnici

OLOVO i njegove legure Olovo je vrlo mek metal male čvrstoće i velike žilavosti na njegovoj površini nastaju kompaktni slojevi produkata korozije koji djeluju zaštitno. Zbog loših mehaničkih svojstva olovo se upotrebljava u obliku obloge ili prevlake i eventualno u obliku cijevi često se primjenjuje u kemijskoj industriji, štiti ga Pb. O. Tvrda voda se može koristiti iz olovnih posuda jer se kemijski pasivira sloj. Meke ili destilirane vode ne stvaraju netopive soli – te se ne pasivira – otrovno za ljudski organizam.

Trovanje olovom (saturnizam) – teško trovanje je smrtonosno – teško izlječiv – s dugotrajnim posljedicama Otporan je na koroziju u tlu i ( oblaganje cijevi) Tvrdo olovo Pb. Sn- legura – kemijskoj industriji Pb. Sn- legura > 5% Sn meko lemljenje Pb. Sn- legura primjenjuje se u tiskarstvu, i za izradu rešetki akumulatora. PLEMENITI METALI - srebro i njegove legure - zlato i njegove legure - platina i platinski metali

SREBRO i njegove legure - vrlo skup metal, velike električne i toplinske vodljivosti - žilav – lako se prerađuje plastičnom – deformacijom - primjenjuje u obliku tankih obloga na uobičajenim konstrukcijskim metalima ( procesna industrija, elektronici, kontakti u avijaciji, reflektori ogledala). Najvažniji element - pratilac je bakar Cu – namjerno legira radi poboljšanja mehaničkih svojstva

ZLATO i njegove legure - skup metal, velike korozijske otpornosti, male čvrstoće i tvrdoće. - žilav – pogodan za izradu folije za oblaganje ili se galvanski izlučuje u obliku vrlo tankih prevlaka Od zlata se izrađuje : - reflektori za IR- zračenje - laboratorijsko posuđe - kontakti za električne uređaje - kemijske industriji - nakit - legure zlata s Cu, Ag, Ni, Zn, Pt Zlato korodira samo djelovanjem elementarnog Cl , broma i joda Zlatotopka –HCl NO 3 Au. Cu – legura 58, 3% Au (tzv. 14 karatno zlato)

PLATINA I PLATINSKI METALI - RUTENIJ, RODIJ, PALADIJ, OSMIJ i IRIDIJ - vrlo skup - vrlo otporan na koroziju - dobra mehanička svojstva - platina slična zlatu KOROZIJSKO PONAŠANJE METALA ●Anorganski metali - prirodno kamenje - cement i beton - keramički metali - staklo - ugljik i grafit Prirodno kamenje - silikatno - karbonatno

Silikatni građevinski kamen ( granit, gnajs, gabro i td) Kemijska industrija granit, andezit, kvarcit i amfibolni azbest nestabilni u kiselinama) Ca. CO 3+ H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3)2 - strada u industrijskoj atmosferi Cement i beton Cement je hidrauličko vezivo tj. praškasti materijal koji ima svojstva da se otvrdnjava reagirajući s vodom. Beton nastaje otvrdnjavanjem smjese cementa vode i agregata ( šljunka i pijeska) - portlandski cement – dobije se vrućim sinteriranjem lapora i naknadnim mljevenjem dobivenog klinkeraja, a sastoji se uglavnom od silikata i aluminata kalcija Konstrukcijski izbor i pravilno konstrukcijsko – tehnološko rješenje isto bitno utječe na korozijska svojstva navedenih rješenja

PREDOBRADA MATERIJALA ZA PREVLAČENJE Najraširenija metoda zaštite od korozije jest nanošenje prevlaka metalne ili nemetalne konstrukcijski materijal koji odvaja konst. materijala od agresivne okoline. Prevlake sadrže jednu ili više komponenata odnosno faza, ali se u svakoj se prevlaci osnovnom tvari smatra one koje daju čvrst površinski film ( npr. vezivo u premazu) Prema karakteru te tvari razlikuju se: - metalne - nemetalne: - organske - anorganske prevlake

Svrha prevlačenja: - otpornost na koroziju, u agresivnim sredinama gdje su namijenjene. - postizanje oslobođenih fizikalnih svojstava površine npr. toplinsko ili elastično izoliranje nanošenjem keramičkih ili organskih prevlaka ili smanjenje prijelaznog električnog otpora, smanjenje trenja slojevima ležajne ? , teflonom ili najlonom - zaštita od mehaničkog trošenja (npr. tvrdim kromiranjem, anodiziranjem aluminija. emajliranje, lakiranje. - postizanje estetskog dojma (dekorativno kromiranje) - povećanje dimenzija istrošenih dijelova (reparatura) popravak loših proizvoda reparaturo navarivanje, kemijsko niklanje, tvrdo kromiranje metalizacijom prskanjem, popunjavanje epiksidnim i poliesterskim

Bitno je : - izbor prevlake – prema namjeni - postupak nanošenja Postupci prevlačenja sastoje se od: - predobrade, - nanošenja prevlake, - završne obrade. VRSTE PREDOBRADE Predobrada materijala ima dvojaku svrhu: - čišćenjem – tj uklanjanje masnih tvari, produkata korozije, i različitih onečišćenja s površine predmeta. - postizanja željene kvalitete tj. optimalne hrapavosti odnosno glatkoće površine. Predobradom se mora osigurati čvršće prianjanje prevlake uz osnovni materijal

Zbog toga mora se s površine podloge ukloniti - rahla i labava onečišćenja ( unosne tvari sredstva za konzerviranje, podmazivanje, hlađenje)ili se rukovanja predmetom - produkti korozije – slabo prianjaju uz podlogu pa ih redovito treba odstraniti poput hrđe - čisti se od prašine, kamenca, čađe, koksa, pepela Odabrana tehnologija prevlačenja zahtijeva određenu kvalitetu površinske podloge. Posebne se teškoće pojavljuju prilikom popravljanja loših ili obnavljanja dugotrajnih prevlaka jer oni se moraju djelomično ili potpuno odstraniti s površine osnovnog materijala. Za kvalitetnu predobradu redovito je potrebno nekoliko operacija

Predobrada u načelu sastoji od: - operacija odmašćivanja - mehaničkim operacijama kojima se mijenja kvaliteta površine - a uz to eventualno uklanjanje produkata korozije - kemijskih operacija kojima se odstranjuje produkti korozije, prijašnje prevlake ili mijenja kvaliteta površine

ODMAŠČIVANJE VRSTE ODMAŠČIVANJA! Odmašćivanjem se sa površine materijala uklanjaju čvrste i tekuće i masne tvari mineralnog biološkog porijekla te njime srodna organska onečišćenja. Mineralne masne tvari dobiju se destilacijom nafte, a sastoji se od smjese ugljikovodika velikih molarnih masa. Biološke masne tvari mogu biti: - biljnog (vegetabilnog ) porijekla - životinjskog (animalnog) porijekla - ljudskog (humanog) porijekla Najčešće su to masti i ulja koja se sastoje od triglicerida masnih kiselina tj. smjese estera glicerola i karbokiselinskih kiselina Treba razlikovati grubo i fino

Grubim odmaščivanjem uklanjaju se glavnina masnih tvari, te eventualno potpuno odstranjuju onečišćenje svih vrsta Odmašćivanje se provodi otapanjem masnih tvari u organskim otapalima dispergiranjem i razgradnjom u vodenim otapalima te drugim metodama Odmašćivanje organskim otapalima Premda se masne tvari fizikalno otapaju u mnogim organskim tekućinama kao što su: - ugljikovodici - halogeni( kloridni ili fluorom)ugljikovodici - alkoholi

U industrijskoj praksi za odmašćivanje najčešće se upotrebljava ugljikovodici i halogeni ugljikovodici, odnosno njihove vodene emulzije. Npr. prije lakiranja upotrebljavaju se razrjeđivači tj. smjesa organskih otapala. Otapala za odmašćivanje moraju prije svega imati veliku moć otapanja masnih tvari mineralnog i biloškog porijekla. Poželjno je da bude zapaljiva ni otrovna, da se mogu regenerirati destilacijom, da su kemijski postojani i neagresivni prema materijalu koji se odmašćuje te da su što jeftinija.

Važna organska otapala - benzin za čišćenje (smjesa ugljikovodika) 80 – 130 °C zapaljiv - lak - benzin( bijeli benzin ( smjesa ugljikovodika 100 - 160°C lako zapaljiv - petrolej smjesa ugljikovodika 150 - 300°C zapaljiv - t. klor etilen CUCl = CU 2 87°C nezapaljiv ? otrovan - Tetra klor etilena C Cl 2 = C Cl 2 nezapaljiv ? - freon C 2 Fe. Cl 3 48 - aceton (CH 3)2 CO 56 lako zapaljiv - metanol CH 3 CO 65 lako zapaljiv - etanol C 2 H 5 O 4 78, 5 lako zapaljiv

Najveći nedostatak sredstava za odmašćivanje na osnovi ugljikovodika tj. benzina , petroleja i plinskog ulja jest njihova zapaljivost. Osobito je opasan benzin jer je smjesa para benzina li zraka lako zapaljiva i eksplozivna. Ne smiju se upotrebljavati na povišenim temp. te se teško mogu regenerirati. Kloriranih ugljikovodici nisu zapaljivi pare mogu upotrebljavati na povišenim temperaturama. Pare kloriranih ugljikovodika djeluju narkotički ali i kožni otrov Tri klor etilen - TRI Tetra klor etilen - PER

Fino se odmašćivanje ne da se provesti organskim otapalima Odmašćivanje organskim otapalima provodi se: - trljanjem pamučnjakom spužvama krpama ili četkama - uranjanje u hladno i toplo ili vrelo otapalo ljuljanje ili rotacija predmeta - prskanje mlazom hladnog ili toplog otapala - izlaganje hladnih predmeta vrućim parama otapala koja se na njima kondenziraju nakon čega kondenzat otklanja zajedno s masnoćom (tzv. parno odmašćivanje ) - kombinirani postupci POSTUPAK URANJANJA – pogodan je za sitnu Postupak je moguć ubrzati trenjem kuglicama Primjena uzoraka složenog geometrijskog oblika ( utori, šupljine) prskanjem obično se odmašćuju veliki predmeti Parno odmašćivanje – izvodi se vješanjem hladnih predmeta posude s kipućim nezapaljivim otopinama najčešće to ili pare

Regeneracija otapala destilacijom izvodi se u posebnim aparatima Poboljšanja - veća temperatura - upotreba ultrazvuka frekvencija 20 - 40 KHz Emulzija organskim otapalima u vodi omogućuje i odmašćivanje vlažnih predmeta Emulgator Disocijacijom daju površinski aktivnu tvar (PAT) Emulzije otapala – vrlo su prikladne za uklanjanje smjesa masnih tvari i onečišćenja s površine