Korozija je fizikalno-kemijsko međudjelovanje metala i njegova okoliša koje uzrokuje promjenu upotrebnih svojstava metala te može dovesti do oštećenja funkcije metala, okoliša ili tehničkog sustava koji oni čine – prema HRN EN ISO 8044. KOROZIJA je štetno i nepoželjno trošenje konstrukcijskog materijala kemijskim ili elektrokemijskim djelovanjem okoline. Pojam korozije odnosi se i na metalne i na nemetalne konstrukcijske materijale, ali se u užem smislu često primjenjuje samo na metale.Ovisno o raspodjeli po površini materijala korozija može biti: opća, ravnomjerno raspoređena po površini, lokalna ili mjestimična, točkasta ili rupičasta korozija („pitting“), interkristalna korozija i selektivna korozija.Općom korozijom materijal je napadnut po cijeloj površini jednolično. Taj oblik korozije je najmanje opasan jer se može lako spriječiti.Lokalnom korozijom materijal je napadnut na pojedinim većim dijelovima površine, a dio materijala ostaje manje napadnut ili potpuno netaknut. Zbog intezivnog napada pojedinih dijelova, ova vrsta korozije je mnogo neugodnija jer može izbaciti stroj ili konstrukciju iz upotrebe. Točkasta korozija zahvaća, kao i lokalna samo pojedina područja na materijalu. Ta područja su približno kružnog oblika i relativno uska, dok je dubina oštećenja relativno velika. Točkasta korozija je najneugodnija, jer često ima za posljedicu perforaciju cijevi, tankova i sl.Interkristalna korozija širi se uzduž granica zrna metala i legura slabeći njihovu vezu. Praktično je nevidljiva i zato vrlo opasna jer pri opterećenju materijala vrlo lako može prouzročiti lom. Selektivna korozija napada samo jednu fazu ili komponentu višefaznog ili višekomponentnog materijala. Selektivna korozija može biti opća ili lokalna, a češća je u elektrolitima nego u neelektrolitimaOvisno o mediju u kojem se odvija, korozija se dijeli na: koroziju u vodi i vodenim otopinama, koroziju u tlu i atmosfersku koroziju. Korozija u vodi i vodenim otopinama odvija se u prirodnoj morskoj i slatkoj vodi te otopinama raznih kemikalija. Korozija u morskoj vodi posljedica je pet glavnih faktora: salinitet, količina kisika, biološki organizmi, temperatura i brzina kretanja. Morska voda sadrži oko 3,4 % soli, a jaki bazični ioni u višku čine je pomalo alkalnom (pH oko 8). Ona je stoga odličan elektrolit. Zbog toga morska voda može izazvati ozbiljnu galvansku koroziju. Kisik povećava korozivnost morske vode i njegova je koncentracija najveća uz površinu. Korozija u tlu odvija se također u prirodnim vodama, u specifičnim uvjetima, ovisno o kemijsko-fizičkom sastavu tla. Tlo je vrlo kompleksno po sastavu i po svom međudjelovanju s ostalim faktorima u okruženju. U prirodi nalazimo vrlo različita tla s ekstremno velikim razlikama u sastavu kao i u korozijskom ponašanju. Klimatski faktori kao količina oborina, temperatura, vjetrovitost, solarizacija, kiselost mogu značajno utjecati na svojstva tla, a ona su opet u tijesnoj vezi s brzinom korozije metala ukopanog u tlo. Korozija se u tlu odvija pretežno uz prisustvo vode, ali uvjeti u tlu mogu biti od onih sličnima atmosferskim do onih sličnima uvjetima u prirodnoj vodi. Količina vlage je izrazito važna; suha pjeskovita tla će općenito biti manje korozivna od vlažnog glinovitog tla. Kiselost može biti vrlo različita u pojedinim vrstama zemljišta. Koncentracija kiselina obično je velika u vlažnim, močvarnim zemljištima, a mala ili neutralna u rastresitim i isušenim zemljištima. Tamo gdje je ukupna kiselost velika, korozija se može razviti u odsutnosti kisika.

Atmosferska korozija odvija se u uvjetima vlažne atmosfere i temperature ispod 100 °C. Korozijski sastojci koji postoje svuda u atmosferi su kisik, voda i ugljik dioksid. Brzina korozije u jednoj vrsti atmosfere može biti nekoliko puta veća od brzine korozije u drugoj vrsti atmosfere. Brzina korozije obično se povećava s vlažnošću. Sadržaj vlage može se

mijenjati od male vlažnosti u pustinjskim predjelima do velike vlažnosti u tropskim ili primorskim predjelima. Za mnoge metale postoje kritični nivoi vlažnosti, iznad kojih se korozija brzo razvija. Ovisno o mehanizmu korozijskog procesa korozija može biti:1. u elektrolitima (tzv. elektrokemijska korozija) ili 2. u neelektrolitima (tzv. kemijska korozija).Kemijska korozija, ovisno o mediju u kojem se odvija, dijeli se na: koroziju u vrućim plinovima i koroziju u tekućim neelektrolitimaKorozija u vrućim plinovima se zbiva u vrućim plinovima ili plinovima temperature iznad 100 °C, na kojoj voda ne može postojati u tekućem stanju, a osobito u plinovima koji su oksidativnog karaktera, kao što su vrući zrak i plinovi nastali potpunim izgaranjem goriva. Metali neelektrokemijski korodiraju pri vrućem oblikovanju i spajanju (npr. pri lijevanju, kovanju, valjanju, izvlačenju, kaljenju, lemljenju i zavarivanju), u industrijskim pećima, termoenergetskim postrojenjima i motorima s unutarnjim izgaranjem, na plohama koje se podmazuju itd. Ugljični čelik pritom redovito stvara okujinu (ogorinu) tj. smjesu oksida, u kojoj iznad 570 °C prevladavaju crni FeO i Fe3O4 (magnetit).Korozija u tekućim neelektrolitima zbiva se u nevodenim tekućinama i otopinama kao što su razne organske tekućine (npr. nafta, benzin, aceton i sl.) i otopinama raznih supstancija u njima.Kemijska korozija može nastati samo uz uvjet postojanja kemijskog afiniteta između materijala i okoline. Kemijski afinitet je sklonost dvaju ili više elemenata ili spojeva da međusobno kemijski reagiraju.Elektrokemijska korozija Razni mediji izazivaju elektrokemijsku koroziju metala:morska voda – predstavnik je aeriranih, približno neutralnih otopina soli u kojima metali najčešće korodiraju uz kisikovu depolarizaciju, H2SO4 (w=5%) – predstavnik je kiselih neoksidativnih otopina u kojima neplemeniti metali korodiraju uz vodikovu depolarizaciju), HNO3 (w=5%) – predstavnik je kiselih oksidativnih otopina u kojima dolazi do pravog pasiviranja metala sklonih ovoj pojavi, NaOH (w=5%) – predstavnik je lužnatih otopina u kojima korodiraju amorfni metali uz vodikovu depolarizaciju , Gradska atmosfera, tj. zagađena vlažna atmosfera koja uzrokuje specifičnu elektrokemijsku koroziju mnogih metala. Elektrokemijska korozija odvija se na metalima u kontaktu s elektrolitima. Najrašireniji elektroliti su vodene otopine anorganskih tvari. Elektroliti su npr. morska voda, slatka voda, otopine mnogih kiselina, lužina i soli, sokovi biljaka, vlažna tla, taline soli, oksida i hidroksida.Korozija metala u vlažnom zraku (atmosferska korozija) i u drugim plinovima također je elektrokemijskog karaktera ako je relativna vlažnost veća od neke kritične vrijednosti (obično oko 60%). Tada se na površini metala stvara tanak sloj kondenzirane vode manje ili više zasićen kemikalijama zbog čega ima dobra elektrolitička svojstva. Elektrokemijska korozija je uvjetovana postojanjem mikročlanaka ili tzv. lokalnih korozijskih članaka na površini metala. Metal uronjen u elektrolit počinje se otapati u katione (pozitivne ione metala) zbog težnje za izjednačavanjem elektrokemijskog potencijala između metala i otopine. Prelaskom atoma metala u ione, on postaje električki negativno nabijen, zbog čega se otopljeni kationi nastoje vratiti u kristalnu rešetku, odnosno taložiti na metal. Kada se u

jedinici vremena otopi i istaloži na metal jednak broj iona, postignuta je dinamička ravnoteža.

Uronimo li tako ugljični nekaljeni čelik, koji se sastoji od plemenitijeg cementita i manje plemenitog ferita, u elektrolit, zbog lokalnih razlika potencijala stvara se aktivni galvanski članak ili tzv. mikrokorozijski članak, koji ima za posljedicu koroziju.Primarni proces trošenja materijalaNa površini ferita i cementita, stvara se električni dvosloj, tik uz metal. Kako je ferit s cementitom u metalnom kontaktu, elektroni počinju teći s mjesta više gustoće na mjesto s nižom gustoćom. Time je ravnoteža poremećena, pa ferit teži uspostavljanju svog ravnotežnog potencijala, što rezultira otapanjem ferita po reakciji:Ionizacija metala Fe → Fe++ + 2e-

To je ustvari primarni korozijski proces trošenja materijala.Elektrokemijska korozija Vodikova depolarizacija (u kiselinama) i Kisikova depolarizacija ( u lužinama i neutralnoj otopini)KISIKOVA DEPOLARIZACIJAKao oksidans u procesu javlja se kisik otopljen u vodi iz zraka.Ovim procesom nastaju hidroksid anioni.Cijeli proces oksidacije čelika u lužnatim i neutralnim elektrolitima je slijedeći: Konačan produkt korozije je hrđa, oksid-hidroksid, FeO(OH).VODIKOVE DEPOLARIZACIJE U kiselinama i kiselim otopinama Ova dva procesa, ionizacija i depolarizacija (kisikova ili vodikova) se pojavljuju na čeličnim površinama kada dolazi do pojave galvanskih članaka.Ekektrokemijska korozijaKod čelika na anodama (a-Fe), neplemenitijim negativnim elektrodama dolazi do ionizacije, otpuštanja elektrona, a na katodama (Fe3C), plemenitijim pozitivnim elektrodama dolazi do depolarizacija. U kiselinama do vodikove depolarizacije, a u lužinama i neutralnim otopinama do kisikove depolarizacije.Ovisno o svojoj sklonosti elektrokemijskoj koroziji metali se mogu poredati elektrokemijski naponski red. Metali s manjim naponom su manje plemeniti a metali s višim naponom su više plemeniti. Elektrokemijski napon nekih metala:Zlaot(0,306 V) srebro (0,19 V) Voda s pH=6 ( nula V) Al (-0,169 V) cink (-0.823 V).

Brzina korozije (elektrokemijske) proporconalna je ravnoteznom naponu korozijskog clanka ,a obrnuto proporconalna otporima koji se suprostavljaju djelovanju tog napona.

v(korozija)=delta m/ (s*t) m-gubitak mase,s-pocetna geometrija pov. metala,t-vrijeme

Kada je izolacija nepraktična

Zaštita metala od korozije Kemijska korozija se može usporiti: smanjenjem kemijskog afiniteta između metala i medija u kojem se metal nalazi i poboljšanjem zaštitnih svojstava sloja korozijskih produkata. SMANJENJEM KEMIJSKOG AFINITETA IZMEĐU METALA I MEDIJA U KOJEM SE METAL NALAZI Kemijski afinitet se može smanjiti izborom odgovarajućih (plemenitijih) materijala ili zamjenom agresivnog medija inertnim plinom. Plemenitiji materijali se, na primjer, koriste u težim korozijskim uvjetima kao što je kemijska industrija. Inertni plinovi se primjenjuju, na primjer, pri taljenju metala u metalurškim pećima i zavarivanju.

POBOLJŠANJEM ZAŠTITNIH SVOJSTAVA SLOJA KOROZIJSKIH PRODUKATAZaštitna svojstva sloja korozijskih produkata mogu se poboljšati legiranjem s onim metalima koji se na visokim temperaturama prevuku kompaktnim zaštitnim prevlakama. Ponajprije su to krom, nikl i aluminij.U tehnici se metode zaštite od korozije klasificiraju prema načinu provođenja. Zaštita se provodi: racionalnim izborom konstrukcijskih materijala, zaštitnim prevlačenjem, konstrukcijsko tehnološkim mjerama, smanjenjem agresivnosti medija, električnim metodamaZaštitne prevlake Najraširenija metoda zaštite metala od korozije je nanošenje prevlaka drugog materijala na metalnu površinu. Time se metal izolacijom od okoline štiti od korozije. Prevlake koje se nanose na površinu metala mogu biti drugi metali, anorganske nemetalne i organske. Prevlake moraju čvrsto prianjati na metalnu podlogu i nesmiju biti porozne. Prionjivost prevlake ponajviše ovisi o pravilnoj predobradi metalne površine i postupku nanošenja.Izbor prevlake ponajprije ovisi o uvjetima eksploatacije konstrukcijskog metala.Priprema podloge za prevlačenjeNa metalnim površinama koje je potrebno zaštititi obično se nalaze korozijski produkti, metalni oksidi i hidroksidi, masnoće od maziva, dodira ruku i konzerviranja, prašina, kamenac ili neuspjele prevlake i premazi. Stoga je potrebna priprema metalne površine prije nanošenja zaštitne prevlake, jer u protivnom prevlaka nebi čvrsto prianjala za podlogu, što je osnovni uvjet kvalitetne prevlake.Priprema podloge za prevlačenje se sastoji od mehaničke i kemijske pripreme i odmašćivanja.Mehanička priprema podloge za prevlačenje služi za skidanje korozijskih produkata i drugih nemasnih onečišćenja te za postizanje određenog stupnja i oblika hrapavosti površine. Najčešći postupci mehaničke pripreme površine su brušenje i poliranje, četkanje (grebanje), pjeskarenje ili sačmarenje i sl.Kemijska priprema podloge za prevlačenje se provodi kemijskim reakcijama koje mogu biti spontane ili izazvane električnom strujom (elektrolizom). Stoga se postupci kemijske pripreme dijele na obične kemijske i elektrokemijske (elektrolitičke). Najvažniji postupak kemijskog odstranjivanja korozijskih produkata je dekapiranje (nagrizanje). Provodi se uranjanjem predmeta u otopinu kiseline. Radi ubrzanja procesa ponekad se predmeti kreću ili njišu ili se otopina miješa. Nakon dekapiranja predmeti se ispiru vodom i to uranjanjem ili mlazom. Tokom vremena kiselinu je potrebno povremeno mijenjati ili regenerirati. Vrijeme obrade ovisi o stanju metalne površine.Dekapiranjem se najčešće odstranjuje hrđa i okujina s ugljičnog i niskolegiranog čelika te s lijevova na bazi željeza u razrijeđenoj 3 – 20%-tnoj sulfatnoj (H2SO4) ili kloridnoj (HCl) kiselini. Pri tome se oksidi i hidroksidi željeza otapaju kao soli uz nastajanje vode kao nusprodukta. Sulfatna kiselina se zagrijava na 40 – 80 °C jer pri sobnoj temperaturi djeluje presporo. Kloridnom se kiselinom dekapira na 20 – 35 °C jer se pri višim temperaturama razvijaju otrovne pare.Dekapiranje se može provesti i pomoću električne struje ili elektrolitički (elektrodekapiranje). Ovime se nastoji ubrzati uklanjanje korozijskih produkata s metala. Predmeti se uranjaju u elektrolit i spajaju na pozitivan pol izvora istosmjerne struje niskog napona (4 – 10 V). Suprotna elektroda je od nekog postojanog materijala, npr. od grafita, nehrđajućeg čelika ili olova. Gustoća struje je između 3 i 30 A/dm2.Odmašćivanje je postupak skidanja masnoća s predmeta prije nanošenja zaštitnih prevlaka. Za to se upotrebljavaju organska otapala (benzin, benzol, trikloretilen i dr.), vodene emulzije organskih otapala (benzina, benzola, trikloretilena), lužnate otopine (NaOH, KOH, Na2CO3, bečko vapno) i vodene otopine industrijskih detergenata.Odmašćivanje se može izvesti uranjanjem, prskanjem, elektrolitički u otopinama te spaljivanjem u pećima. Također je moguće odmašćivanje uz primjenu ultrazvuka radi ubrzanja procesa, a osobito na predmetima sa šupljinama, žljebovima i sl.

Metalne zastitne prevlake nanose se postupcima vrućeg uranjanja, metalizacijskim prskanjem - NAŠTRCAVANJEM, difuzijskom metalizacijom, metalizacijom iz parne faze, navarivanjem, oblaganjem, galvanskom tehnikom, ionskom izmjenom, kemijskom redukcijom i sl.Vruće uranjanje je postupak uranjanja metalnih predmeta višeg tališta u rastaljeni metal s nižim talištem. Podloga za uranjanje može biti ugljični čelik, sivi lijev, bakar i Cu-legure, a prvlake mogu biti od cinka kositra, olova, aluminija te od PbSn i AlZn-legura. Metalizacija prskanjem se provodi špricanjem kapljica rastaljenog metala na podlogu. Postupak se često naziva šopiranjem po izumitelju, švicarcu M.U. Schoopu. Difuzijska metalizacija je stvaranje površinskog sloja legure difuzijom nekog kemijskog elementa u podlogu, dugotrajnim zagrijavanjem u određenom sredstvu. Sredstvo iz kojeg difundira kemijski element u površinu obratka može biti u čvrstom, kapljevitom ili plinovitom stanju. Metalizacija naparivanjem daje prevlake ukapljivanjem i skrućivanjem ili izravnim skrućivanjem metalnih para, tj. fizikalnim PVD-postupkom (Physical Vapour Deposition), odnosno kemijskim, tzv. CVD-postupkom (Chemical Vapour Deposition). Ako se naparivanje obavlja pod sniženim tlakom, što je čest slučaj, naziva se i vakumskom metalizacijom. Naparuju se podloge od metala, poliplasta, stakla i keramike. Metalizacija navarivanjem je postupak navarivanja neplemenitih materijala plemenitijima radi dotjerivanja na mjeru i zaštitu od korozije, npr. valjaka za valjanje, dijelova mlinova, kotača lokomotiva, rezervoara kemijske industrije i sl.Platiranje je postupak oblaganja jednog metala drugim, plemenitijim. Provodi se hladnim ili vrućim valjanjem, provlačenjem ili vrućim prešanjem. Najčešće se platira ugljični i niskolegirani čelik, i to s nehrđajućim čelikom, titanom, niklom i Ni-legurama, te aluminijem i Al-legurama. Galvanska tehnika ili galvanizacija se temelji na katodnoj redukciji iona metala iz elektrolita pomoću električne struje. Predmeti se uranjaju u elektrolit koji sadrži ione metala čija prevlaka se nanosi i spajaju s negativnim polom izvora istosmjerne struje niskog napona (4 – 10 V), odnosno kao katode. Anoda je najčešće metal koji se nanosi kao prevlaka, a spojena je s pozitivnim polom izvora istosmjerne struje. U tom slučaju anoda se u toku procesa otapa ili oksidira i na taj način nadoknađuje ione potrošene katodnim taloženjem iz elektrolita. Galvanizacijom se prevlače čelici, bakar i Cu-legure, cinkove legure i rjeđe aluminij i Al-legure. Najčešći galvanski postupci su: pobakrivanje, niklanje, pocinčavanje, kromiranje, kadmiranje, kositrenje, poolovljavanje, posrebrivanje i pozlaćivanje.Anorganske nemetalne prevlake se dobivaju kemijski ili se mehanički nanose na metal. Kemijskim postupkom se kemijskom reakcijom metala i komponenata radne kupke stvaraju na površini netopivi slojevi metalnih soli i oksida koji djeluju zaštitno. Mehanički se prevlake nanose na metal prskanjem ili uranjanjem i slabije prianjaju na površinu.Kemijski dobivene prevlake najčešće su oksidne, fosfatne i kromatne.Oksidne prevlake se nanose kemijskim i elektrolitičkim postupcima, i to najčešće na ugljični čelik i na aluminij. Elektrolitička se oksidacija naziva i anodizacijom jer oksidni sloj nastaje pri spajanju obratka s pozitivnim polom izvora struje.Postupak dobivanja oksidnih prevlaka na čeliku naziva se bruniranje. Dobivene prevlake mogu biti crne, sive, smeđe ili plave boje.Fosfatne prevlake nanose se obično na ugljični čelik, cink ili aluminij. Predmeti se obrađuju u otopinama koje sadrže fosfate u prisutnosti slobodne fosforne kiseline.Fosfatni slojevi su neugledne boje bez sjaja, hrapavi i dijelom porozni, što omogućava zadržavanje ulja, boja, lakova i sl.Kromatne prevlake nanose se na cink i kadmij te na Mg-legure (tzv. elektrone), a katkad i na Zn, Cu, Cu-legure, Ag itd.Kromatiranjem se mogu dobiti žućkasti, zelenkasti (maslinasti) i smeđkasti slojevi, ovisno o debljini prevlake, koji štite od korozije u zraku, vodi i znoju.

Kromatne prevlake su mnogo mekše, ali nešto žilavije od oksidnih. Ako se oštete, zacjeljuju zbog pasivirajućeg djelovanja kromata. Na kromatirane površine izvrsno prianjaju boje i lakovi.Emajliranje (Najvažniji postupak mehaničkog nanošenja anorganskih nemetalnih prevlaka ) je postupak prevlačenja metala alkalijskim borosilikatnim staklom. Emajliraju se niskougljični čelik (s manje od 0,1% C), sivi lijev i aluminij, a za ukrasne svrhe i obojeni metali (Cu i Cu-legure, Ag, Au itd.).Debljina emajlnih prevlaka na čeliku kreće se između 0,1 i 0,8 mm. Na sivom lijevu debljina emajla doseže do 2 mm. Deblji slojevi bolje štite od korozije ali su često manje otporni na visoke temperature. Emajlne prevlake imaju veliku tvrdoću ali su krhke i neotporne na udar.Organske prevlake su: organski premazi (boje i lakovi), guma, polimerne folije, bitumeni,

zaštitna ulja i fluidi. Od organskih prevlaka u praksi se najčešće upotrebljavaju organski

premazi (boje i lakovi).Osnovni sastojci organskih premaza su: - organska veziva i - dodaci: pigmenti i razređivačiVeziva daju kontinuirani zaštitni sloj (film). Veziva su smjese na bazi sušivih masnih ulja, poliplasta, derivata celuloze, prirodnih smola, prirodnog ili sintetičkog kaučuka i bituminoznih tvari.Sušiva ulja se dobivaju iz sjemenki lana (laneno ulje) i nekih vrsta tropskog drveća (npr. tungovo ili oitisikino ulje). Neobrađena, ta se ulja sporo suše pa se primjenjuju indirektno kao firnisi, ugušćena ulja ili faktis-ulja. Firnisi su otopine tzv. sikativa (soli kobalta, mangana, olova itd.) s organskim kiselinama, u sušivim uljima. Ubrzavaju sušenje. Ugušćena ulja ili tzv. štand-ulja su ona kod kojih je proces polimerizacije dijelom proveden grijanjem na temperaturi oko 250 °C. Faktis-ulja su smjesa lanenog ili repičinog ulja, prethodno oksidirana grijanjem uz propuhivanje zraka i otopine sumpornog klorida u teškom benzinu. Suši iznutra prema van, bez sudjelovanja kisika, pa se sljedeći premaz može nanositi „na mokro“, jer nije potrebna izloženost zraku. Time se ubrzava bojanje. Uljni lakovi i lak-boje sadrže, osim sušivih ulja kao vezivo, i neku smolu radi stvaranja tvrdog i glatkog filma. To su prirodne ili umjetne smole, npr. kalafonij i njegovi sapuni, kopal, fenolne, alkilfenolne, melaminske smole i dr. Kao razređivači upotrebljavaju se teški benzin, terpetinsko ulje, benzol i dr. Uljne boje i lakovi ubrajaju se danas među najbolje premaze za zaštitu u unutarnjoj i vanjskoj atmosferi ako ona ne sadrži veću količinu agresivnih komponenti CO2, SO2, NaCl i kisele pare i ako relativna vlažnost nije konstantno visoka. Uljne boje i lakovi neotporni su na jako agresivnu atmosferu, pod vodom i u zemlji. Suše se pri normalnoj temperaturi. Prvo ispari otapalo pa se skrućuje zaštitni film oksidacijom ili polimerizacijom. Sušenje traje, za obična uljna veziva, 24 – 48 sati, a uz faktise 2 – 4 sata.Alkidne smole su poliplastična veziva. Čisti alkidni premazi nisu sušivi na zraku, pa ih nakon isparavanja treba peći pri 120 – 200 °C radi kemijskog otvrdnjavanja. Čisti alkidi daju tvrde i glatke prevlake, otporne do 120 °C i postojane u atmosferi i slatkoj vodi.Epoksidne smole su polieteri viševalentnih alkohola i fenola. Na osnovi epoksidnih smola proizvode se:-jednokomponentna premazna sredstva koja se peku (s čistim epoksidnim ili s epoksidno-fenolnim vezama), a neka od njih su vodorazredljiva te -dvokomponentna premazna sredstva koja otvrdnjavaju katalitički ili pečenjem (npr. s epoksidnim i poliamidnim smolama s otapalom ili bez njega, s epoksidnim smolama i aminima itd.). Epoksidni i epoksidno-esterski premazi podnose do 120 °C, a postojani su u atmosferi i vodi, u kiselim i lužnatim vodenim otopinama, u tlu i u organskim otapalima.Razređivači su organska otapala koja otapaju veziva i daju viskoznost pogodnu za nanošenje organskih premaza. To su niskoviskozne i lako hlapive tekućine na osnovi alifatskih, aromatskih i kloriranih ugljikovodika, alkohola, ketona, estera itd. Dio razređivača dodaje se u boje i lakove pri proizvodnji, a ostatak neposredno prije nanošenja.

Pigmenti su praškaste netopive tvari, najčešće anorganske, koje zaštitnom filmu daju boju. Pigmenti mogu biti dekorativni, antikorozijski i dekorativno-antikorozijski. Dekorativni učinak je važan samo za pokrivne premaze, a antikorozijski i za temeljne i za pokrivne kao i za međupremaze. Antikorozijski pigmenti imaju pasivatorsko ili inhibitorsko djelovanje, ili katodno štite metalnu površinu. Katodnu zaštitu daju metalni pigmenti, neplemenitiji od osnovnog metala. U procesu elektrokemijske korozije pigment se troši, a metalna podloga ostaje katodno zaštićena.Najvažniji pigmenti su: olovni minij (crveni minij Pb3O4) za temeljne premaze, bazni olovni sulfat bijele ili sive boje za temeljne i pokrivne premaze, olovni cijanamid za temeljne premaze, bazni olovni karbonat za pokrivne premaze, olovni kromat za temeljne premaze, razni cinkovi kromati, cinkoksid, cink u prahu, barijev kromat, crveni željezni oksid, titanov oksid, silicijev karbid i sl.Boje i lakovi se nanose na metalne i nemetalne podloge redovito višeslojno. Stoga se razlikuju temeljni i pokrivni premazi. Prvo se nanosi temeljni premaz u jednom ili dva sloja, pa pokrivni premaz. Idući sloj se uvijek nanosi nakon potpunog ili djelomičnog sušenja prethodnog sloja, a katkada i nakon mehaničke obrade prethodnog sloja. Temeljni premazi moraju dobro prianjati na metalnu podlogu i pružati mu aktivnu zaštitu od korozije, čak i u uvjetima prodora agresivnog medija do metala. Zato su temeljni premazi bogati antikorozijskim pigmentima. Pokrivni premaz mora biti nepropustan za agresivne komponente, otporan prema svjetlu elastičan te dobrih mehaničkih svojstava. Temeljni i pokrivni premaz čine jedinstven sistem zaštite, stoga je važno da su ta dva premaza kompaktibilna.Zaštitno djelovanje premaza temelji se na stvaranju nepropusnih barijera između metala i okoline. Manje porozan i deblji sloj nepropusniji je i bolje štiti. Zaštitna svojstva ovise o sustavu (vezivu, pigmentima), debljini sloja, poroznosti i dr.Prema namjeni razlikujemo premaze za zaštitu u normalnoj atmosferi, industrijskoj atmosferi i u vodi, premaze otporne na kiseline i lužine, te vatrootporne premaze i one otporne prema uljima i tekućim gorivima.Organska premazna sredstva se nanose: četkama, lopaticama i valjcima te prskanjem, uranjanjem, prelijevanjem i elektroforezom.Bezračno prskanje ili airless-postupak može biti pneumatičko ili hidrauličko. U oba slučaja mlaz nastaje potiskivanjem premaznog sredstva, kroz mlaznicu pištolja, klipom kojeg potiskuje stlačeni zrak ili neki drugi plin (pneumatički), odnosno pumpom za samu boju ili lak (hidraulički) (slika 3.4). Znači, pri ovom ne dolazi do miješanja premaznog sredstva sa zrakom. Tlak se kreće od 1 – 30 Mpa. Najjednostavniji uređaji za bezračno prskanje su metalne doze pod tlakom ukapljenog plina (tzv. sprejevi) te pištolji s ugrađenom membranskom pumpom. Dobava takvih uređaja je vrlo mala tako da se koriste samo za popravke i u kućanstvu. Profesionalni bezračni uređaji rade uz tlakove iznad 10 Mpa i daju usmjeren mlaz bez pojave magle, a primjena razređivača obično nije potrebna. Produktivnost ličenja je znatno veća nego pri zračnom prskanju, a dobiju se deblje prevlake, pa se katkad može smanjiti broj slojeva boje.Elektrostatičko prskanje boja i lakova (slika 3.5) obavlja se tako da se između pištolja i obratka uspostavlja visoki napon (30 – 50 kV) koji se dobiva iz generatora istosmjernog napona smještenog u pištolj ili izvan njega. Pod utjecajem visokog napona nastaje snažno električno polje koje ionizira zrak između pištolja i podloge tako da se oko kapljica boje ili laka skupljaju ioni, što izaziva privlačnu Coulombovu silu između njih i obratka. Raspršivanje je moguće influencijom na šiljstom ušću pištolja, ali se češće izvodi centrifugalno rotacijom pločastog ili čaškastog ušća, odnosno stlačenim zrakom.Prednost ove metode je mali gubitak raspršenog premaznog sredstva (5 – 10%), a nedostatak je nemogućnost ravnomjernog prevlačenja predmeta s dubokim udubinama jer u njima nema naboja (tzv. Faradayevi kavezi) pa se moraju ličiti nekim drugim postupkom.

Uranjanjem se boje i lakovi nanose na manje, jednostavne obratke koji se proizvode u velikim serijama. Za uranjanje, boje i lakove treba razrijediti kako bi se, nakon vađenja iz kupke, mogao lakše ocijediti višak premaza. Gubici su mali, ali je teško postići prevlake jednolične debljine na kompliciranim profilima te na unutarnjim i vanjskim površinama cijevi.Prelijevanjem se obično liče veći predmeti po čijoj se površini premazna sredstva lako razlijevaju, a nisu prikladni za prskanje zbog velikih gubitaka (npr. rešetkasti proizvodi). Premazna se sredstva razrjeđuju, kako bi se što ravnomjernije razlila po čitavom obratku. Višak premaza se skuplja u spremniku ispod obradaka i ponovno primjenjuje. Gubici premanzog sredstva su maleni.Ispitivanje korozije provodi se u svrhu izbora optimalnih konstrukcijskih materijala, zaštitnih postupaka ili sustava, razvoja novih konstrukcijskih materijala, određivanja novih zaštitnih postupaka i sustava, utvrđivanja korozijskog ponašanja određenog konstrukcijskog materijala, tj. njegova područja upotrebljivosti, određivanja agresivnosti neke sredine, kontrole kvalitete konstrukcijskih materijala ili provođenje zaštitnih postupaka, dijagnoze oštećenja opreme te istraživanja mehanizma korozije i zaštite.Na temelju teorije ni u najjednostavnijim slučajevima nije moguće pouzdano proračunati brzinu i tok procesa korozije. Stoga su potrebna eksperimentalna ispitivanja koja se prema mjestu izvođenja dijela na laboratorijska, terenska i eksploatacijska (pogonska, industrijska).Terenska ispitivanja korozije se provode na mjestu na kojem će se ispitivani zaštitni premaz nalaziti tijekom eksploatacije ili u uvjetima koji su što sličniji eksploatacijskim. Za razliku od laboratorijskih, terenska ispitivanja mogu trajati i po nekoliko godina. Rezultati ovih ispitivnja su, međutim, puno točniji od laboratorijskih jer laboratorijska ispitivanja ne mogu u potpunosti obuhvatiti sve činioce iz okoline koji dovode do korozije.Laboratorijska ispitivanja korozije najčešće se provode kontinuiranim izlaganjem uzoraka agresivnom mediju pri konstantnoj temperaturi tijekom predviđenog vremena. Ova ispitivanja najčešće su ubrzana i relativno kratko traju. Pokusi se odabiru tako da korozija teče brže nego u praksi, a to se obično postiže promjenom vanjskih faktora (sastava tekućine, temperature, stupnja aeracije, relativne brzine gibanja itd.). Učinak ubrzanja ovisi o veličini promjene onog faktora kojim se potiče proces korozije. Treba voditi računa o tome da povećanje odnosno smanjenje nekog faktora ne mora jednoznčno utjecati na brzinu i tok korozije, što znači da ju može čak i usporiti.Faktor ubrzanja korozije u laboratoriju često se kreće između 50 i 500 tako da se ispitivanja, koja na terenu i u pogonima traju mjesecima ili godinama, skraćuju na nekoliko tjedana, dana ili sati.Laboratorijska ispitivanja atmosferske korozije se laboratorijski ispituje u komorama. To su uređaji u kojima je moguće kontrolirati temperaturu i relativnu vlažnost te, eventualno, dodavati korozivne tvari (npr. SO2 ili kapljice otopine NaCl), a katkada je moguće i izazivanje umjetne kiše te oponašanje sunčeva svjetla ugradnjom svjetiljki.Ispitivanja atmosferske korozije u primorskim uvjetima provodi se u tzv. slanim komorama u kojima se provode ispitivanja korozije u slanoj atmosferi. Stvaraju se uvjeti što sličniji stvarnim uvjetima u prostoru uz morsku obalu sa velikom koncentracijom soli u zraku.Slana komora se sastoji od zatvorenog prostora u kojem se komprimira uzduh, a preko mlaznice se ubrizgava otopina natrijeva klorida i vode u vidu magle. U nekim situacijama može se upotrijebiti i prirodna morska voda, ali češće se koristi umjetna. U komoru se osim slane vode može staviti i oprema za zagrijavanje do određenih temperatura, a insolacija se obavlja pomoću ultraljubičastih zraka. Kod ispitivanja u komorama uzorci moraju biti nagnuti prema horizontali kako bi kondenzirana slana voda s njih nesmetano otjecala. Uzorci se ne smiju međusobno doticati, kao ni sa stijenkom komore.

Mjerenje hrapavosti površine u povrsinskoj zastiti metala Hrapavost površine čine nepravilnosti koje su svojstvene postupku obrade, ali koje ne uključuju valovitost, odstupanje od oblika i površinske pogreške. Hrapavost površine je značajka koja je bitna za prionjivost temeljnog premaza na čeličnu konstrukciju.Hrapavost površine mjeri se mehaničkim uređajem sa mjernom iglom. Na slici 4.4 prikazan je mjerač površinske hrapavosti tip ELKOMETER-model 123, prema ISO 8503-4/88.Mjerač na kružnoj skali pokazuje razliku hrapavosti između idealno glatkog mjernog etalona i površine čiju hrapavost želimo izmjeriti. Ovakav uređaj ima područje mjerenja od 0 do 600 µm s točnošću ±5%.Podjela na skali je 2 µm.Mjerenje debljina premaza (prema HRN ISO 2808) je udaljenost između površine premaza i površine koja se premazuje. Debljina nanesenog premaza je izuzetno bitna za kvalitetu sustava zaštite. Premazi nedovoljne debljine ili velikih odstupanja u debljini premaza ne pružaju kvalitetnu zaštitu od korozije. Pretanke prevlake nisu trajne, a predebele su skupe i često slabo prianjaju na podlogu zbog unutarnjih napetosti. Debljina nanesenog premaza mjeri se u dvije faze postupka nanošenja premaza. Tijekom nanošenja i/ili neposredno nakon nanošenja premaza. Prije nego što premaz otvrdne debljina se mjeri „mokrom“ metodom mjerenja „češljem“.Nakon nanošenja premaza debljina se može mjeriti nekim od nerazornih postupaka mjerenja. U praksi je to najčešće magnetska metoda.Za mjerenje debljine mokrog premaza koristi se češalj izrađen od nehrđajućeg čelika ili od polimera otpornog na razređivače u boji. Vanjski zupci češlja čine osnovnu crtu, dok se unutrašnji zupci progresivno smanjuju prikazujući zazor čija se vrijednost može očitati s češlja. Češljevi se izrađuju posebno za različite raspone mjerenja. Mjerenje debljine mokrog premaza češljem provodi se neposredno nakon nanošenja premaza tako da se preko svježeg premaza povuče češljem koji se mora držati okomito na podlogu. Pokvašeni najveći zubac češlja pokazuje debljinu mokrog premaza. Ova vrijednost je orijentacijska i omogućava korekcije tijekom nanošenja premaza. Treba napomenuti da se debljina mokrog i suhog premaza razlikuju onoliko koliki je volumenski udio suhe tvari u premazu.Mjerenje debljina suhog premaza najčešće se mjeri magnetskim metodama. Magnetske metode su najpovoljnije za kontrolu nemagnetičnih prevlaka na magnetičnim (zapravo feromagnetičnim) podlogama. Magnetskim se metodama debljina prevlake određuje mjerenjem veličina koje su s njom funkcionalno povezane, a to su: privlačna sila između magneta i uzorka koji je s njime u dodiru te magnetska indukcija u prostoru uz magnet i prislonjeni uzorak koja ovisi o magnetskoj permeabilnosti prevlake i podloge.U prvom je slučaju mjerni uređaj, zapravo, dinamometar a magnet je pričvršćen na njegovu oprugu, pa je deformacija opruge pri otkidanju magneta od uzorka razmjerna privlačnoj sili između njih. Kod nemagnetičnih prevlaka na magnetičnoj podlozi privlačna sila između magneta i uzorka opada s povećanjem debljine prevlake.Uređaji mjerenje magnetske indukcije zasnivaju svoj rad na povezanosti magnetskih veličina (magnetska indukcija) s električnim veličinama (napon i struja). Promjene magnetske indukcije u magnetskom krugu izazivaju promjene napona i struje u električnom krugu. Uređaj u stvari mjeri promjene napona ili struje koje su izazvane različitim vrijednostima magnetske indukcije u prostoru između mjerne sonde i podloge. Ovi uređaji mogu biti analogni ili digitalni.Mjerenje prionjivost premaza na podlogu je jednako važna za kvalitetu kompletnog sustava zaštite od korozije kao i kvaliteta pojedinog premaza. I najkvalitetnije izveden premaz nema svoju funkciju ukoliko se lako odvoji od podloge. Ovo ispitivanje se provodi metodama kod kojih dolazi do razaranja uzorka.Neki od načina mjerenja prionjivosti premaza za podlogu su:– metoda savijanja uzorka,– metoda urezivanja mrežice,– metoda ispitivanja čupanjem (pull off test).

Metodom savijanja tankog uzorka s nanesanim premazom, uzorak se savija oko probnog valjka. Što je radijus valjka kod kojeg nastanu prve pukotine u premazu manji to je prionjivost premaza bolja.Metodom urezivanja mrežice u prevlaku se posebnim alatom (slika 4.11), npr. sa 6 ili 11 usporednih oštrica do podloge usijeku urezi s konstantnim međurazmakom (1-3 mm). To se ponovi u smjeru okomitom na prve ureze tako da se dobije 25 ili 100 kvadratića, na koje se pritisne samoljepljiva traka. Zatim se traka naglo odljušti pa se na temelju broja ogoljenih kvadratića procjenjuje stupanj oštećenja prevlake na rešetki. Ova metoda opisana je u standardu HRN ISO 2409.Metoda ispitivanja adhezije čupanjem (pull off metoda) provodi se tako da se na očišćen premaz dvokomponentnim ljepilom zalijepi probna sonda. Nakon potpunog sušenja ljepila posebnim uređajem sonda se poteže s površine i mjeri se sila potrebna za odvajanje premaza od podloge.

Klasifikacija okoliša standardizirana je normom HRN EN ISO 129442-2Ova norma definira atmosfersko-korozivne kategorije bazirane na gubitku mase ili smanjenju debljine standardnih uzoraka i opisuje tipične prirodne okoliše u kojima se čelične konstrukcije nalaze i daje procjenu korozivnosti,opisuje različite kategorije okoliša za konstrukcije uronjene u vodu ili ukopane u zemlju,daje informacije o nekim posebnim korozijskim opterećenjima koja mogu značajno povećati brzinu korozije ili postaviti strožije zahtjeve za sistemom zaštite od korozije. Postupak zaštite od korozije čeličnih konstrukcija u slanoj atmosferiČelični konstrukcije u primorskoj atmosferi spadaju u najugroženiju skupinu konstrukcija i klasificiraju se u skupinu C5-M.Za konstrukcije u takvoj atmosferi propisan je sustav: temeljni premaz na bazi epoksidne smole sa listićastim željeznim oksidom (MIOX,micaceous irone oxide) debljine 80 mm,dva međuslojna premaza na bazi epoksidne smole debljine 2 x 80

mm,završni premaz na poliuretanskoj bazi debljine 80 mm. Temeljni premaz je najvažniji dio cjelokupnog sustava zaštite od korozije. Njegova najvažnija komponenta je željezni oksid koji jamči katodnu zaštitu. Ovu boju karakterizira uporaba sa širokim spektrom premaznih sustava, odlikuje ga brzo sušenje i dug međupremazni interval. Pogodan je za najzahtjevnije uvjete izloženosti.Primjenjuje se kao temeljni premaz u sustavu zaštite novih površina te u sustavu sanacije starih površina, za zaštitu raznih čeličnih konstrukcija, vanjskih i unutrašnjih površina spremnika i za razne druge korozijski opterećene konstrukcije.