02 wrz Jak zabezpieczyć metale przed korozją?
Metale zabezpiecza się przed korozją na cztery główne sposoby: powłokami metalowymi (np. cynkowaniem ogniowym), powłokami organicznymi (farby, tworzywa), ochroną katodową (anody protektorowe lub prąd zewnętrzny) oraz właściwym doborem materiału i projektowaniem konstrukcji. Wybór metody zależy przede wszystkim od agresywności środowiska. W tym artykule wyjaśniamy, czym jest korozja, skąd się bierze i jak skutecznie z nią walczyć.
Czym jest korozja?
Korozja to proces chemiczny lub elektrochemiczny, w wyniku którego metal ulega niszczeniu pod wpływem otaczającego środowiska.
Najczęściej spotykana jest korozja elektrochemiczna, która zachodzi w obecności wilgoci (elektrolitu). Tak właśnie rdzewieje stal w atmosferze: żelazo utlenia się, a produktem jest rdza. Rdzewieniu sprzyjają tlen, wilgoć, wyższa temperatura oraz zanieczyszczenia powietrza, zwłaszcza związki chloru (sól drogowa, atmosfera morska) i siarki.
Korozja chemiczna zachodzi bez udziału elektrolitu, np. w suchych, gorących gazach zawierających tlen, siarkowodór czy chlorowodór. Spotyka się ją głównie w instalacjach przemysłowych pracujących w wysokiej temperaturze.
Szczególnym przypadkiem jest korozja galwaniczna (kontaktowa). Zachodzi, gdy dwa różne metale stykają się ze sobą w obecności wilgoci. Metal o niższym potencjale elektrochemicznym staje się anodą i koroduje, a metal o wyższym potencjale jest chroniony. Dlatego np. krat ze stali nierdzewnej nie łączy się śrubami ze zwykłej stali.
Kategorie korozyjności środowiska
Dobór ochrony zaczyna się od oceny środowiska. Norma PN-EN ISO 9223 dzieli atmosfery na kategorie korozyjności:
| Kategoria | Korozyjność | Przykłady |
|---|---|---|
| C1 | bardzo mała | ogrzewane wnętrza o czystym powietrzu |
| C2 | mała | tereny wiejskie, nieogrzewane budynki |
| C3 | średnia | atmosfera miejska i umiarkowanie przemysłowa, wybrzeże o małym zasoleniu |
| C4 | duża | tereny przemysłowe, wybrzeże |
| C5 | bardzo duża | przemysł o dużej wilgotności, atmosfera morska o dużym zasoleniu |
| CX | ekstremalna | obiekty offshore, niektóre instalacje przemysłowe |
Przykład z naszej oferty: kraty ze stali nierdzewnej 1.4301 stosuje się w środowiskach C1-C3, a ze stali kwasoodpornej 1.4404 w środowiskach C1-C5 (informacje ogólne).
Powłoki chroniące przed rdzewieniem
Korozja jest naturalnym procesem, dlatego najprostszym sposobem ochrony jest odcięcie metalu od środowiska powłoką.
Powłoki metalowe i nieorganiczne
- Powłoki cynkowe (cynkowanie ogniowe, galwaniczne, natryskowe) są najczęściej stosowane do ochrony stali. Cynk działa jak bariera, a dodatkowo jako metal bardziej aktywny koroduje zamiast stali. Więcej: cynkowanie stali: metody i rodzaje oraz czy ocynk rdzewieje.
- Powłoki ceramiczne i tlenkowe chronią metale przed wysoką temperaturą i agresywnymi chemikaliami.
Powłoki organiczne
Powłoki organiczne tworzą fizyczną barierę między metalem a środowiskiem. Jak chronić stal za pomocą powłok organicznych? Sięgnąć można po:
- farby i lakiery, w tym systemy malarskie dobierane do kategorii korozyjności (PN-EN ISO 12944),
- tworzywa sztuczne, np. polietylen na rurach i elementach zakopanych w gruncie,
- smary i masy bitumiczne, stosowane głównie w przemyśle ciężkim.
Bardzo trwałym rozwiązaniem jest system duplex, czyli cynkowanie ogniowe połączone z malowaniem. Ofertę malowania i innych zabezpieczeń znajdziesz na stronie zabezpieczenia antykorozyjne stali.
Ochrona katodowa
Korozja elektrochemiczna to jeden z najczęstszych problemów konstrukcji zanurzonych w wodzie lub zakopanych w gruncie. Skutecznym sposobem jej zapobiegania jest ochrona katodowa, w której chroniony metal staje się katodą i przestaje korodować. Stosuje się ją m.in. w rurociągach, zbiornikach, nabrzeżach i kadłubach statków. Wyróżniamy dwie odmiany:
- Ochrona protektorowa (galwaniczna): do konstrukcji przyłącza się anody z metalu bardziej aktywnego niż chroniony, najczęściej cynku, magnezu lub aluminium. Anody stopniowo się zużywają, „oddając się” za stal, i trzeba je okresowo wymieniać.
- Ochrona prądem zewnętrznym: zewnętrzne źródło prądu stałego polaryzuje konstrukcję katodowo. Anody wykonuje się z materiałów trudno zużywających się, np. z tytanu z powłoką tlenków metali, grafitu lub żeliwa krzemowego.
Inne sposoby ochrony przed korozją
- Dobór materiału: tam, gdzie powłoka nie wystarczy, stosuje się stal nierdzewną lub kwasoodporną. Różnice opisujemy w tekście inox czy stal nierdzewna.
- Kontrola środowiska: osuszanie powietrza, inhibitory korozji w wodzie obiegowej.
- Regularna konserwacja: przeglądy i naprawy powłok, zanim korozja dotrze do stali.
- Odpowiednie projektowanie: unikanie miejsc, w których gromadzi się woda i brud, zapewnienie odpływu i wentylacji, unikanie kontaktu różnych metali.
Firma Stolmex oferuje wyroby ze stali ocynkowanej i nierdzewnej, takie jak kraty pomostowe czy stopnie schodowe metalowe. Ażurowa budowa krat sama w sobie ogranicza korozję: woda i brud nie zalegają na powierzchni. Dzięki właściwemu zabezpieczeniu możesz znacznie przedłużyć żywotność metalowych konstrukcji, co przekłada się na niższe koszty.
Najczęstsze pytania
Jaki jest najskuteczniejszy sposób ochrony stali przed korozją?
Dla większości konstrukcji stalowych na zewnątrz najlepszy stosunek trwałości do kosztu daje cynkowanie ogniowe, a w środowiskach bardzo agresywnych system duplex (ocynk i farba) albo stal nierdzewna lub kwasoodporna.
Czym różni się korozja chemiczna od elektrochemicznej?
Korozja elektrochemiczna wymaga obecności elektrolitu, np. wilgoci, i to ona odpowiada za rdzewienie stali w atmosferze. Korozja chemiczna zachodzi bez elektrolitu, np. w suchych, gorących gazach.
Czy można łączyć stal nierdzewną ze zwykłą stalą?
Lepiej tego unikać. W wilgotnym środowisku styk dwóch różnych metali sprzyja korozji galwanicznej mniej szlachetnego z nich. Do krat ze stali nierdzewnej stosuje się uchwyty i śruby nierdzewne.
