Korozijska svojstva pojedinih tehničkih materijala
Svi metali podliježu koroziji pa čak i najplemenitiji zlato i platina - u zlatotopci
(carskoj vodici = 34 koncentriranoj HCl + 14 koncentriranoj HNO3) S druge strane
neplemenitiji a u tehnici još upotrebljavan metal magnezij može korodirati veoma sporo u
suhoj inertnoj atmosferi Stoga izbor materijala i njegova primjena na određenom mjestu
prvenstveno ovisi o njegovim sljedićim obilježjima
mehaničkim
termičkim
korozijskim ponašanjem
Imperativ tehnike je upotreba najjeftinijeg materijala koji će zadovoljiti gornja tri
zahtjeva Pri tome treba tražiti funkciju koja se dobija tako da se na ordinatu nanese cijena
koštanja pojedinih materijala a na apscisu trajnost u pogledu zadovoljavanja navedenih
zahtjeva (krivulja na slici xxx)
Slika 1a Odabir najoptimalnijeg materijala
Isprekidana linija na slici je derivacija pune linije Vidljivo je da se optimalni materijal
nalazi na mjestu ekstrema i to minimumu prve derivacije dakle najmanje cijene koštanja po
danu upotrebljivosti Računa li se taj minimum potrebno je drugu derivaciju izjednačiti
nulom uz uvjet da treća derivacija bude veća od nule U praktičnom primjeru to je potrebno
izraziti grafički U ovom primjeru se kao optimalni materijal pojavljuje aluminij Međutim
često se taj princip ne poštuje i to obično zbog dva razloga prevelike početne investicije ili
zastarjevanja modela ukoliko predmet predugo traje Za prvi razlog može poslužiti primjer
oblaganja trupa broda zlatom a za drugi automobili koji se projektiraju tako da ne traju dugo
kako model ne bi zastario
U korozivno otpornije tehničke materijale spadaju bakar aluminij magnezij cink
olovo kositar željezo nikl krom kobalt kadmij srebro zlato platina paladij i iridij
Bakar
Njegove su mehaničke osobine mnogo slabije od čelika a ovise o termičkoj obradi
Napušteni bakar laganim hlađenjem mnogo je tvrđi i žilaviji od naglo smrznute
strukture Pogodan je za proizvodnju kondenzatorskih cijevi cijevi za vodu i metalnih
površina koje će biti izložene vlažnoj atmosferi U vlažnoj atmosferi na njemu se stvara sloj
zelenkaste patine koja usporava daljnju koroziju a s vremenom je i potpuno sprečava Patina
se sastoji od bakrenog baznog sulfata CuSO4middot3 Cu(OH)2
Uz more se patina sastoji od bakrenog baznog klorida Još u davno doba bakrene ploče
su se koristile za oblaganje trupa drvenog broda
Potencijal bakra je plemenitiji od normalne vodikove elektrode pa će korozija uglavnom
biti ograničena kisikovom depolarizacijom koja pospješuje stvaranje patine U tvrdim
aeriranim vodama stvara se tvrdi sloj oksidula i hidroksida crveno-smeđe boje U aeriranoj
mekoj vodi dolazi do nagle korozije bakra U moru je korozija bakra minimalna Zbog
otrovnosti bakrenih iona na njega se ne hvataju biljke i životinje U kondenznoj vodi uopće ne
korodira a u zemlji vrlo malo U aeriranim kiselina ma bez oksidacijskih svojstava bakar
naglo korodira kao i u otopinama koje sadrže amonijeve cijanidne sulfatne sulfidne
kromatne merkur i feri - ione te u cijanidnim i amonijakainim otopinama U lužinama je
bakar uglavnom inertan osim u amonijevom hidroksidu
Korozija i korozijski zamor jako snižavaju otpornost bakra Otporan je prema organskim
tvarima iako sadrži sumporne spojeve pa je pogodan u kontaktu sa naftom gumom itd
Korodira u vrućim plinovima zraku kisiku vodenoj pari sumpornom dioksidu
sumporvodiku i kloru Oksidni sloj se sastoji od oksidula Cu2O crvene boje prevučene
površinski crnim bakrenim oksidom CuO Tehnički bakar koji sadrži na granicama zrna Cu2O
podložan je interkristalnoj koroziji u vrućem vodiku jer nastaje
OHCuHOCu 222 2 (28)
a nastala vodena para labavi vezu među granulama Da se spriječi otrovnost bakra ako
su od njega napravljene cijevi za vodu ili posude bakar se s unutarnje strane pokositri Ovdje
treba paziti da bude prevlaka bez pora jer je kositar katoda prema bakru Ako se nečistoće
sakupe na bakrenoj površini podložan je pitingu Zbog toga je potrebno peridično čišćenje
bakra Ako voda ima manganovih soli na bakru dolazi do pitinga u rashladnim sistemima na
toplijim mjestima Naprotiv ako je voda tvrda piting nastaje na hladnim mjestima
Bakrene legure
Najvažnija bakrena legura je mjed koja se sastoji od cinka i bakra Mehanički i
korozijski bolja je od bakra Sadržaj bakra kreće se od 45 do 90 Veoma je otporna prema
koroziji Komercijalna bronca sadrži 90 bakra i veoma je pogodna za hladnu obradu Visoki
sadržaj cinka 40 ima mune-metal Primjenjuje se za kondenzne cisterne za slatku vodu
Jedan od velikih nedostataka mjedi je njena sklonost decinkaciji Pri toj pojavi cink sc
selektivno otapa i pretvara u rahlu bakrenu strukturu nikakve čvrstoće Moguće je i otapanje
mjedi uz naknadno ionsko izlučivanje plemenitijeg bakra Decinkacija može biti ravnomjerna
slojevita ili čepovna Čepovi mogu doseći dubinu od 5 mmgod u slatkoj vodi a pogoduje
sadržaj ugljičnog dioksida Slojevita decinkacija je manje opasna Decinkacija se može
najbolje ispitati tako da se mjeri dubina korozije na dva paralelna načina i to
mjerenjem gubitka mase
mjerenjem smanjenja mehaničke čvrstoće
Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito
duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i
žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su
admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i
crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi
faktori
visoka temperatura
stagniranje tekućinc
porozni anorganski uklopci
Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno
vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u
atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz
granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za
čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je
sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u
otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta
Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti
termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata
Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće
udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima
izbjegavanjem kontakta samonijakom
katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda
pomoću H2S kao inhibilora
Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo
je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su
prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od
mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije
od mjedi
Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od
bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji
Dobro podnose naprezanja
Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i
sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove
oružja pipce ventile itd
Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su
skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko
premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke
precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru
Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od
bakra prema solnoj kiselini
Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku
vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni
alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj
koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i
amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna
prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je
arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne
bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora
c) Aluminij
Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al
+
eAlAl 33 (29)
Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al
3+
OHHAlOHAl 22 2
3
2 (30)
Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji
Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali
oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih
metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti
9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda
dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-
stanica radarske antene itd
Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima
veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska
otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski
amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom
nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića
Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja
aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se
smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se
potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu
anodnom oksidacijom u kiselinama
Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina
ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+
i Fe+ u vodi
također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se
aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za
destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada
se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem
čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama
Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH
Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga
nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu
s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2
-
222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)
U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima
kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci
matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također
zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa
čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija
Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima
Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza
Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se
izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava
interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju
u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna
Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do
9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa
magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i
kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se
otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje
kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga
dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti
ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog
izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem
nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma
smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure
korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju
duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna
korozija već točkasta i lokalna
Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj
tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji
dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina
Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija
proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla
korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje
navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija
d) Željezo
Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira
prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi
vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina
nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U
ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim
vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U
lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida
Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao
pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri
niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a
pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Napušteni bakar laganim hlađenjem mnogo je tvrđi i žilaviji od naglo smrznute
strukture Pogodan je za proizvodnju kondenzatorskih cijevi cijevi za vodu i metalnih
površina koje će biti izložene vlažnoj atmosferi U vlažnoj atmosferi na njemu se stvara sloj
zelenkaste patine koja usporava daljnju koroziju a s vremenom je i potpuno sprečava Patina
se sastoji od bakrenog baznog sulfata CuSO4middot3 Cu(OH)2
Uz more se patina sastoji od bakrenog baznog klorida Još u davno doba bakrene ploče
su se koristile za oblaganje trupa drvenog broda
Potencijal bakra je plemenitiji od normalne vodikove elektrode pa će korozija uglavnom
biti ograničena kisikovom depolarizacijom koja pospješuje stvaranje patine U tvrdim
aeriranim vodama stvara se tvrdi sloj oksidula i hidroksida crveno-smeđe boje U aeriranoj
mekoj vodi dolazi do nagle korozije bakra U moru je korozija bakra minimalna Zbog
otrovnosti bakrenih iona na njega se ne hvataju biljke i životinje U kondenznoj vodi uopće ne
korodira a u zemlji vrlo malo U aeriranim kiselina ma bez oksidacijskih svojstava bakar
naglo korodira kao i u otopinama koje sadrže amonijeve cijanidne sulfatne sulfidne
kromatne merkur i feri - ione te u cijanidnim i amonijakainim otopinama U lužinama je
bakar uglavnom inertan osim u amonijevom hidroksidu
Korozija i korozijski zamor jako snižavaju otpornost bakra Otporan je prema organskim
tvarima iako sadrži sumporne spojeve pa je pogodan u kontaktu sa naftom gumom itd
Korodira u vrućim plinovima zraku kisiku vodenoj pari sumpornom dioksidu
sumporvodiku i kloru Oksidni sloj se sastoji od oksidula Cu2O crvene boje prevučene
površinski crnim bakrenim oksidom CuO Tehnički bakar koji sadrži na granicama zrna Cu2O
podložan je interkristalnoj koroziji u vrućem vodiku jer nastaje
OHCuHOCu 222 2 (28)
a nastala vodena para labavi vezu među granulama Da se spriječi otrovnost bakra ako
su od njega napravljene cijevi za vodu ili posude bakar se s unutarnje strane pokositri Ovdje
treba paziti da bude prevlaka bez pora jer je kositar katoda prema bakru Ako se nečistoće
sakupe na bakrenoj površini podložan je pitingu Zbog toga je potrebno peridično čišćenje
bakra Ako voda ima manganovih soli na bakru dolazi do pitinga u rashladnim sistemima na
toplijim mjestima Naprotiv ako je voda tvrda piting nastaje na hladnim mjestima
Bakrene legure
Najvažnija bakrena legura je mjed koja se sastoji od cinka i bakra Mehanički i
korozijski bolja je od bakra Sadržaj bakra kreće se od 45 do 90 Veoma je otporna prema
koroziji Komercijalna bronca sadrži 90 bakra i veoma je pogodna za hladnu obradu Visoki
sadržaj cinka 40 ima mune-metal Primjenjuje se za kondenzne cisterne za slatku vodu
Jedan od velikih nedostataka mjedi je njena sklonost decinkaciji Pri toj pojavi cink sc
selektivno otapa i pretvara u rahlu bakrenu strukturu nikakve čvrstoće Moguće je i otapanje
mjedi uz naknadno ionsko izlučivanje plemenitijeg bakra Decinkacija može biti ravnomjerna
slojevita ili čepovna Čepovi mogu doseći dubinu od 5 mmgod u slatkoj vodi a pogoduje
sadržaj ugljičnog dioksida Slojevita decinkacija je manje opasna Decinkacija se može
najbolje ispitati tako da se mjeri dubina korozije na dva paralelna načina i to
mjerenjem gubitka mase
mjerenjem smanjenja mehaničke čvrstoće
Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito
duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i
žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su
admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i
crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi
faktori
visoka temperatura
stagniranje tekućinc
porozni anorganski uklopci
Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno
vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u
atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz
granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za
čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je
sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u
otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta
Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti
termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata
Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće
udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima
izbjegavanjem kontakta samonijakom
katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda
pomoću H2S kao inhibilora
Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo
je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su
prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od
mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije
od mjedi
Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od
bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji
Dobro podnose naprezanja
Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i
sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove
oružja pipce ventile itd
Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su
skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko
premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke
precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru
Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od
bakra prema solnoj kiselini
Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku
vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni
alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj
koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i
amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna
prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je
arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne
bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora
c) Aluminij
Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al
+
eAlAl 33 (29)
Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al
3+
OHHAlOHAl 22 2
3
2 (30)
Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji
Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali
oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih
metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti
9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda
dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-
stanica radarske antene itd
Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima
veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska
otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski
amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom
nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića
Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja
aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se
smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se
potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu
anodnom oksidacijom u kiselinama
Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina
ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+
i Fe+ u vodi
također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se
aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za
destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada
se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem
čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama
Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH
Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga
nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu
s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2
-
222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)
U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima
kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci
matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također
zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa
čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija
Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima
Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza
Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se
izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava
interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju
u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna
Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do
9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa
magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i
kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se
otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje
kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga
dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti
ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog
izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem
nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma
smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure
korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju
duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna
korozija već točkasta i lokalna
Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj
tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji
dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina
Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija
proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla
korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje
navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija
d) Željezo
Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira
prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi
vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina
nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U
ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim
vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U
lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida
Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao
pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri
niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a
pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Omjer dobivenih dubina iznosi 3 do 6 jer čvrstuća mnogo brže opada od mase naročito
duktilnost Decinkaciji je sklon mune-metal aluminijska mjed (76 Cu 22 Zn 2 Al) i
žuta mjed (67 Cu 33 Zn) Dodacima mjedi smanjuje sc podložnost dccinkaciji Tu su
admiralitetska mjed (70 Cu 27 Zn 1 Sn) mornarička (62 Cu 37 Zn i 1 Sn) i
crvena mjed (15 Zn i 85 Cu) Ova posljednja podložna je pitingu Decinkaciju uvjetuju ovi
faktori
visoka temperatura
stagniranje tekućinc
porozni anorganski uklopci
Druga mana mjedi je sezonsko pucanjeOčituje se u dugačkim pukotinama na hladno
vučenim mjedenim predmetima Uzrokovano je unutrašnjim naprezanjima pogotovo u
atmosferi ili elektrolitu koji sadrži amonijak ili amonijeve soli i kisik Pukotine nastanu uz
granicu zrna ili transgranularno ako je podvrgnuto oštrim plastičnim deformacijama Mjed za
čahure koja sadrži 70 Cu i 30 Zn pokazuje najbolja mehanička svojstva no podložna je
sezonsonskom pucanju osobito u prisustvu vlage i dušikovih oksida Uranjanjem mjedi u
otopinu sastava može se primijetiti njena sklonost koroziji uz naprezanje već nakon 15 minuta
Mjed u takvoj otopini stradava vrlo brzo Sezonsko pucanje može se smanjiti
termičkom obradom napuštanja pri temperaturi od 350˚C za vrijeme od 1 sata
Pritom se gubi nešto od mehaničke čvrstoće
udaranjem drvenim čekićima ili obradom u rotacijskim bubnjevima
izbjegavanjem kontakta samonijakom
katodnom zašitom ili protektorskom pomoću cinkovih anoda
pomoću H2S kao inhibilora
Kositrene bronce dobiju se legiranjem 4 do 10 Sn nekoliko postotaka Zn Pb i ostalo
je bakar Prema almosferskoj koroziji otpornije su od bakra a također i u moru Otpornije su
prema sumpornoj kiselini a jače ih nagriza solna kiselina Prema lužinama otpornije su od
mjedi a slabije od bakra Pri koroziji uz naprezanje i korozijskom zamoru mnogo su otpornije
od mjedi
Aluminijeve bronce (22 Zn 76 Cu do 10 Al) imaju bolja korozivna svojstva od
bakra naročito u vrućim plinovima Upotrebljavaju se za klipove motora ventile i u avijaciji
Dobro podnose naprezanja
Silicijeve bronce sadrže do 40 Si Slične su bakru ali su otpornije prema solnoj i
sumpornoj kiselini tvrde su i otpornije od mnogih legura Upotrebljavaju se za dijelove
oružja pipce ventile itd
Berilijeve bronce sadrže 15 do 2 berilija sa eventualno malim dodatkom nikla Tu su
skupe legure ali po tvrdoći osobito pri visokim temperaturama čvrstoći i elastičnosti daleko
premašuju ostale legure obojenih metala Upotrebljavaju se za opruge membrane vijke
precizne instrumente i uglavnom svugdje gdje je predmet izložen korozijskom zamoru
Također se upotrebljavaju za male zupčanike sjedišta ventila i za ručne alate Otpornije su od
bakra prema solnoj kiselini
Legure bakra s niklom 80 Cu i 20 Ni služe za kondenzatorske cijevi za morsku
vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni
alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj
koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i
amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna
prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je
arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne
bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora
c) Aluminij
Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al
+
eAlAl 33 (29)
Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al
3+
OHHAlOHAl 22 2
3
2 (30)
Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji
Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali
oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih
metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti
9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda
dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-
stanica radarske antene itd
Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima
veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska
otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski
amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom
nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića
Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja
aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se
smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se
potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu
anodnom oksidacijom u kiselinama
Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina
ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+
i Fe+ u vodi
također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se
aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za
destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada
se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem
čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama
Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH
Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga
nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu
s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2
-
222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)
U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima
kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci
matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također
zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa
čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija
Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima
Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza
Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se
izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava
interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju
u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna
Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do
9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa
magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i
kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se
otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje
kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga
dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti
ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog
izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem
nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma
smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure
korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju
duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna
korozija već točkasta i lokalna
Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj
tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji
dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina
Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija
proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla
korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje
navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija
d) Željezo
Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira
prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi
vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina
nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U
ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim
vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U
lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida
Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao
pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri
niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a
pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
vodu 60 Cu i 40 Ni konstantan služi otpornike grijaćih tijela 59 Cu 28 Zn 13 Ni
alpaka ili novo srebro za kuhinjsko posuđe i pribor Ove su legure prema atmosferskoj
koroziji otpornije od bakra Porastom sadržaja nikla povećava se otpornost prema amonijaku i
amonijevim ionima a nestabilnije su prema sulfidnim otopinama i H2S Alpaka je otporna
prema enzimima koje stvara ljudski organizam Prema koroziji uz turbulenciju otporna je
arsenska aluminijska mjed 70 Cu i 30 Ni aluminijska bronca sa preko 10 Sn itd Olovne
bronce sadržavaju 10 olova i do 1 fosfora
c) Aluminij
Kad se aluminij otapa anodno nastaje Al3+ i Al
+
eAlAl 33 (29)
Al+ reducira vodu stvarajući pri tom Al
3+
OHHAlOHAl 22 2
3
2 (30)
Aluminij je lagani metal gustoće 27 gcm3 Otporan je prema atmosferskoj koroziji
Dobar je vodič električne struje i topline Od korozije ga štiti prirodni lli oksidacijom nastali
oksidni film debljine 20 do 100 μm Korozijska otpornost mu opada sa uklopcima drugih
metala na primjer magnezija Naročitoito dobru korozijsku otpornost pokazuje veoma čisti
9999 aluminij Odavna se primjenjuje za izradu raznih dijelova i opreme kao posuda
dalekozora daljinomjera dijelova oruđa i oružja a u novije vrijeme za kabine i okvire radio-
stanica radarske antene itd
Aluminij i njegove legure daju se obrađivati vučenjem rezanjem i lijevanjem pa ima
veoma široku primjenu Mnogo više bi se primjenjivao kad bi mu se poboljšala korozijska
otpornost Na zraku zbog svog elektrodnog potencijala reagira sa kisikom Ako se površinski
amalgamira i uroni u elektrolit korodira uz razvijanje vodika U kontaktu aluminija sa živom
nastaje intezivna korozija i na površini nastaje prava šuma stupića
Korozijska otpornost aluminija ovisi o otpornosti zaštitnog sloja Prilikom razaranja
aluminijevog oksida odmah se stvara novi Mana je oksidnog sloja prevelika poroznost Da se
smanje pore aluminij se silira - kuha u vodi te se bubrenjem oksida zatvaraju pore pa se
potencijal aluminija pomiče prema pozitivnijim vrijednostima Bolji rezulti se postižu
anodnom oksidacijom u kiselinama
Aluminij korodira pitingom u elektrolitima koji sadrže Cl- ione naročito ako je tekućina
ustajala pa dolazi do formiranja članka diferencijalne aeracije Tragovi Cu2+
i Fe+ u vodi
također smanjuju pasivnost aluminija zbog ionskog taloženja bakra i željeza Zbog toga se
aluminij ne može upotrebljavati kao materijal za cjevovode pitke vode ali je odličan za
destiliranu vodu Povišenjem temperature smanjuje se korozijska otpornost Pri 31oC raspada
se A12O3 za nekoliko sati ali se to ne dešava ako je u metalnom kontaktu sa nekorodirajućem
čelikom ili cirkonijem Legiranjem s niklom smanjuje koroziju na visokim temperaturama
Kao amfoteran metal aluminij korodira naglo pri visokim i niskim vrijednostima pH
Ako se aluminij katodno zaštićuje mora se paziti da ne dođe do prezasićenosti kako ga
nastali alkalitet koji se skuplja uz površinu metala ne bi oštetio Aluminij korodira u kontaktu
s mokrim cementom stvarajući vodik U kontaktu sa OH- stvara AlO2
-
222 23 HNaAlOOHNaOHAl (31)
U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima
kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci
matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također
zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa
čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija
Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima
Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza
Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se
izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava
interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju
u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna
Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do
9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa
magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i
kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se
otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje
kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga
dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti
ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog
izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem
nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma
smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure
korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju
duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna
korozija već točkasta i lokalna
Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj
tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji
dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina
Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija
proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla
korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje
navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija
d) Željezo
Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira
prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi
vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina
nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U
ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim
vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U
lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida
Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao
pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri
niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a
pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
U prisustvu klornih iona aluminij brzo korodira Korozija se može inhibirati ketonima
kinonima aminima itd Po potencijalu najbliži aluminiju je kadmij Njime platinirani vijci
matice i slično mogu se upotrebljavati u direktnom kontaktu sa aluminijem Cink također
zadovoljava Sa magnezijem može biti u kontaktu samo aluminij visoke čistoće Kontakt sa
čelikom nije opasan u kontinentalnoj klimi ali u morskoj vodi izaziva jaku koroziju aluminija
Podložan je korozijskom zamoru te inertan je prema nafti i naftnim derivatima
Tehnički aluminij uvijek je vezan sa određenom manjom količinom silicija ili željeza
Otpornost sasvim neznatno opada sa sadržajem silicija ali sa sadržajem željeza ubrzano jer se
izlučuje na granicama zrna u obliku FeAl3 koji je katodičan prema aluminiju i ubrzava
interkristalnu koroziju Ta korozija nije nagla što dokazuje primjer kipa Erosa na Piccadillyju
u Londonu On je od aluminija i u industrijskoj atmosferi pa mu je ipak korozija neznatna
Važne su aluminijske legure sa 35 do 9 Si kao silumin zatim duraluminij (35 do
9 Cu 05 do 08 Mn 015 do 15 Mg te sa manjom količinom Fe i Si) legure sa
magnezijem (od 3 do 30) sa manganom do 12 cinkom do 1 te sa magnezijem i
kromom U mehaničkom pogledu najpovoljnija je legura duraluminij Pri 480˚C bakar se
otapa u aluminiju a na nižim temperaturama izdvaja se intergranularno spoj CuAl2 koji djeluje
kao katoda i dolazi do galvanskog članka pa je u korozijskom pogledu nepovoljan Do toga
dolazi prilikom zavarivanja pregrijavanja i slično Takav se oblik korozije može u potpunosti
ukloniti ako se legura zagrije na 490˚C i naglo zaledi pa ne dolazi do intergranularnog
izlučivanja CuAl2 i legura postaje gotovo jednofazna Legiranjem s magnezijem i silicijem
nastaju jednofazne legure i mogu se upotrebljavati čak u morskoj vodi Dodatak cinka i kroma
smanjuje korozijsku otpornost I ovdje kao i uvijek vrijedi pravilo da su višefazne legure
korozivno nestabilnije od monofaznih Dodatak magnezija sprečava interkristalnu koroziju
duraluminija Na duraluminijsklm legurama obično se ne javlja puvršinska ravnumjerna
korozija već točkasta i lokalna
Magnalin (57 do 95 Mg) i silumin (4 do 13 Si) našli su široku primjenu u vojnoj
tehnici Od njih se izrađuju dijelovi optičkih i elektromehaničkih uređaja te ostali manji
dijelovi naoružanja gdje se ne zahtijeva velika mehanička izdržljivost a traži mala težina
Silumin se dobro lijeva i od njega se izraduju dijelovi artiljerijskog pribora Od duraluminija
proizvode se avioni antene nosači daljinomjera i drugih optičkih sprava Da bi se postigla
korozijska otpornost aluminija i čvrstoća duraluminija danas se sve više primjenjuje
navarivanje na duraluminij sa svake strane po folija čistog aluminija
d) Željezo
Željezo nije otporno prema agresivnim utjecajima atmosfere Površinski korodira
prelazeći u Fe OHX H2O Brzina korozije proporcionaina je količini oborine temperaturi
vlažnosti zraka sastavu agresivnih plinova sumpornog i ugljičnog dioksida itd Količina
nečistoća prašine i prisustvo NaCl ubrzavaju koroziju tehničkog željeza u atmosferi U
ovisnosti o pH željezo korodira u kiselom području vodikovom depolarizacijom Pri srednjim
vrijednustima korozija se odvija kisikovom depolarizacijom te ubrzava s povećanje kisika U
lužnatum području željezo je stabilno jer se prevlači slojem neotopivog željeznog hidroksida
Kiseline koje imaju oksiditivna svojstva mogu pri visokim koncentracijama djelovati kao
pasivini fatori (željezo je pasivno u koncentriranoj nitratnoj kiselini) a kao depolarizatori pri
niskim kuncentracijama Brzina korozije u nekim prirodnim vodama brža je nego u tvrdim a
pospješena je količinom slobodne ugljične kiseline u vodi Naročito je u morskoj vodi opasna
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
točkasta korozija i piting Tehničko željezo u zemlji korodira relativno brzo korozija je ovisna
o vlažnosti pristupačnosti kisika kiselosti tla itd Korozija željeza opasna je u kontaktu sa
bakrom i njegovim legurama te plemenitijim metalima Pri jako visokim koncentracijama
lužina željezo postaje amfoterno i otapa se u obliku željeznih aniona FeO2-ova je korozija
interkristalnog tipa U pukotinama se skuplja lužina pa se korozijski zahvat ubrzano proširuje
Ova se pojava naziva kaustična krtost a opasna je za kotlove jer može izazvati eksplozije Pri
visokim temperaturama željezo sporije korodira do 600˚ C ali iznad toga naglo zbog
prenaglog debljanja i ljuštenja okujine Dolazi pri visokim temperaturama također do
dekarbonizacije zatim do bujanja čelika zbog korozije i dekarbonizacije u šuplju - spužvastu
masu To se dešava zbog toga jer ulaze agresivni plinovi koji povećavaju volumen zbog
unutrašnje oksidacije i izbacuju se prema vanjskoj površini kao bujanje
U nafti i njenim derivatima željezo ne korodira ukoliko nema sumpora i sumpornih
spojeva U dugo upotrebljavanom ulju dolazi do korozije zbog prisustva mineralnih i naftnih
kiselina Ako je prisutna voda korozija je elektrolitičkog tipa Teške frakcije nafte stvaraju
uljni film na metalu i štite ga od korozije što nije slučaj kod lakih benzina Ako se u rezervoare
gdje je bio benzin ukrca more kao balastna voda dolazi do velike korozije Nadalje željezo je
podložno premda u manjoj mjeri koroziji uz naprezanje korozijskom zamoru i kavitacijskoj
koroziji Elektroliličko ARMCO željezo pokazuje veću korozijsku postojanost zbog velike
čistoće U tehničkom željezu uvijek su prisutni mangan ugljik silicij fosfor i sumpor
Povećavanjem ugljika iznad 05 pada korozijska postojanost Najviše ga ima sivo lijevano
željezo koje je podložno specijalnoj vrsti korozije spongiozimiddot gdje se otapa ferit a ostaje
spužvasti skelet grafita Kaljeni čelik korodira brže od napuštenog Nitriranjem se povećava
otpornost u atmosferi morskoj i slatkoj vodi Povećavanjem sadržaja mangana iznad 15
silicija iznad 19 i fosfora brzina korozije raste Dodatkom fosfora brzina korozije pada u
atmosferskim uvjetima Mehanička i korozijska svojstva čelika poboljšavaju se legiranjem
Kad se otopina naglo skrutne nastaje bijelo lijevano željezo gdje je grafit u vezanom
stanju dok kod sporog hlađenja dolazi do izlučivanja grafita Taj sivi lijev je krt a ugljik
djeluje kao mikrokatoda
e) Legure željeza
Niskolegirani čelik sa bakrom do 03 otporan je u atmosferskoj koroziji i koroziji u
vodi Vjerovatno se prilikom korozije gornji sloj obogaćuje bakrom koji ga štiti od daljnjeg
razaranja kao i korozijski produkti koji na njemu dobro prianjaju Bolju korozijsku otpornost
imaju čelici legirani sa do 15 kroma do 07 bakra i do 07 nikla Još bolji su oni
sitnozrnaste strukture koji sadrže mangan molibden nikl silicij i fosfor do 02 Legiranje s
aluminijem poboljšava korozijsku otpornost pri visokim temperaturama Do l000˚C izdrži
željezo sa 10 aluminija ali je ta legura veoma krta Ferosilicij je otporan prema koroziji
Predmeti se ne mogu obrađivati skidanjem strugotina već samo lijevanjem Gdje god se
zahtijeva velika tvrdoća i korozijska otpornost primjenjuje se ferosilicij sastavljen od 14
silicija 08 ugljika 065 mangana i 12 bakra Stabilan je u mnogim kiselinama i
alkainim sredinama sumpornoj dušičnoj fosfornoj i nekim organskim kiselinama Korodira u
vodenim otopinama broma i klora toploj solnoj z1atotopci (carska vodica) sumpornoj
kiselini te vrućim koncentriranim lužinama Izdrži u agresivnom mediju i do 600˚ ali puca
kod naglih temperaturnih skokova Dodavanjem ferosiliciju do 3 molibdena poboljšavaju se
korozijska svojstva i prema vodenim otopinama klorida sa 5 Cr upotrebljava se za izradu
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
anoda za morsku vodu
Legiranje s niklom povećava korozijsku otpornost i to sve do 40 nikla Daljnjim
dodavanjem nikla svojstva mu se bitno ne poboljšavaju Dodavanjem bakra i silicija povisuje
se otpornost prema sumpornoj kiselini Veliku otpornost ima prema lužinama no sklon je
interkristalnoj koroziji Dobra antikorozivna svojstva ima nikleno lijevano željezo sastava 18 -
32 nikla do 45 kroma uz druge prateće dodatke kao mangan silicij i ugljik Ne podliježc
grafitizaciji Otporan je prema kavitaciji u morskoj vodi prema kiselinama kloridima itd
Legiranje s kromom povećava korozijsku otpornost naročito prema kemijskoj koroziji
na povišenoj temperaturi Niskolegirani čelici s kromom primjenjuju se u industriji nafte
Optimalni sadržaj kroma je 8 do 12 gdje dolazi do naglog poboljšanja kvalitete i prelazi u
pasivno stanje To su nerđajući čelici jer se na njihovoj površini stvara sloj koji ih štiti od
korozije u vlažnoj atmosferi Ranije je već bilo spomenuto da komponenta koja je nosilac
pasivnosti mora biti iznad nekog postotka reakcijske granice Kod kroma u željezu ona iznosi
12 Pasivni film može nastati samo u prisustvu oksidansa Njega razaraju reduktori kao
sulfidi i sulfidni loni a najopasniji su kloridi i fluoridi Opće je pravilo da je za otpornost
nerđajučcg čelika dobra aeracija površina čista od pršine NaCl SO2 itd U moru su ove
legure nestabilne U kiselinama koje sadrže oksidanse (dušična) su otporne Također su
otporne prema nafti i sumpornim spojevima kao i organskim kiselinama i lužinama Članci
diferencijacijalne aeracije pogoduju koroziji Nerđajući čelici rjeđe korodiraju ravnomjerno
površinski češći je slučaj da se javlja piting interkristalna korozija i korozija uz naprezanje
Piting nastaje ako kisika nema dovoljno da bi štitio cijelu površinu pa mala anodna mjesta
ubrzano korodiraju I kloridi napadaju najprije mjesta najtanjeg oksidnog filma uz jaki piting
Nitrati i kromati inhibiraju koroziju i sprečavaju piting Piting se može spriječiti
katodnom zaštitom radom na povišenim temperaturama dobrom aeracijom dodavanjem
lužina klornim otopinama itd Kad se površina homogenizira poliranjem smanjuje se sklonost
pitingu Interkrisialna korozija nastaje ako se na granicama zrna izlučuju karbidi kroma i
željeza pri temperaturi od 500 do 700˚C Njihovo ravnomjerno otapanje izvodi se grijanjem na
1000˚ C i naglim rashlađivanjem legure u ulju ili vodi Karbidi daju nehomogenu strukturu
metalu čime smanjuju mahaničku čvrstoću a s obzirom na to da se 90 sastoje od kroma
katodni su u odnosu na okolinu Nadalje sadržaj kroma može pasti ispod 12 Tako
zavarivanjem dolazi do lokalnog zagrijavanja pa i do mogućnosti interkristaine korozije
Interkristalna korozija je naročito opasna jer se izvana ne primjećuje prepoznaje se jedino po
nemetalnom zvuku Destrukcija nerđajućeg čelika prilikom zavarivanja naziva se Weld decay
(raspad varnog šava) Korozija uz mehaničko naprezanje izaziva pukotine na nerđajućem
čeliku Te pukotine teku transkristalno a uvjetovane su mehaničkim obradama metala na
hladno Njihovo nastajanje favorizirano je prisustvom kloridnih otopina Sklonost ka pucanju
uklanja se grijanjem do 870˚ C Kromni čelici sa 12 do 16 bakra su martenzitnog tipa
mehanički otporniji ali korozivno slabiji Povećavanjem sadržaja kroma do 28 prelaze u
feritnl tip koji je mehanički najneotporniji ali je korozivno otporan Tehnička obrada je važna
da bi se postigla zadovoljavajuća kvaliteta Niskougljični kromni čelik do 015 ugljika
otporan je prema koroziji i kavitaciji pa se primjenjuje za turbine Ako se traži veća
mehanička čvrstoća na primjer za razne alate sadržaj ugljika raste do 22 Niskougljični
čelici se primjenjuju u kemijskoj industriji za predmete koji dolaze u dodir sa živežnim
namirnicama za kirurške instrumente itd
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Vatrostalnl čelici imaju 20 do 30 kroma do 024 ugljika i do 05 silicija te mogu
izdržati i temperaturu do 1200˚C ako nisu mehanički opterećeni Bujanje lijevanog željeza na
višim temperaturama sprečava se dodatkom 2 do 3 kroma Dodatak silicija 2 do 3
povećava vatrostalnost Aluminij takoder povećava vatrostalnost tako da postoje razne legure
(npr ferhai kanthai hromal) koje su mehanički neotporne ali izdrže do 1350˚C pa se
primjenjuju za žičana grijaća tijela Najviše se upotrebljavaju čelici sa 18 do 25 nikla Oni se
mogu dobro obrađivati i jednostavne su austenitne strukture Dodavanjem titana i niobija
sprečava se interkristalna korozija Ovi su čelici jako otporni prema kemikalijama kiselinama
lužinama Industrijskoj atmosferi čak i prema morskoj vodi premda u početku lagano
korodiraju Dodavanjem 2 do 4 molibdena smanjuje se sklonost pitingu Sklonost vodikovoj
bolesti u manjoj mjeri pokazuje martenzitni tip ali nije imun Austenitna struktura
transgranularno puca zbog vodikove bolesti Nisu još poznati dodaci kojim bi se spriječila ova
korozijska razaranja
Najveća je primjena nerđajućeg čelika u vanjskoj i unutrašnjoj arhitekturi kemijskoj
prehrambenoj i tekstilnoj industriji metalurgiji medicini domaćinstvu za dijelove vozila itd
Pri primjeni nerđajućeg čelika u uvjetima kavitacije treba biti veoma obziran jer trenje vodom
skida metalni oksidni film naglo se stvara novi i na taj način dolazi do ubrzane korozije U
uvjetima abrazije i površinskog trenja nerđajući čelik ne može se primjenjivati Zanimljivo je
napomenuti da je Faraday 1820 god prvi put legirao krom sa željezom da postigne pasivitet
ali je sadržaj kroma bio premalen 1904god Huillet u Francuskoj pronalazi reakcijsku granicu
da bi konačno Monnarpaz 1908god odredio točnu granicu od 12 kroma
f) Nikl
Komercijalni nikl čistoće 995 ujedinjuje odlična mehanička i korozijska svojstva
Pogodan je za hladnu obradu zavarivanje lijevanje itd Otporan je prema oksidaciji na
visokim temperaturama Plemenitiji je od željeza Oksidirajući uvjeti favoriziraju koroziju
nikla dok je reducirajući koče Najvažnije svojstvo nikla je otpornost u lužina ma naročito
prema NaOH Veoma je otporan prema eroziji i pari na temperaturi iznad 425˚C dok je pri
nižim temperaturama moguća interkristalna korozijja
Glavna je primjena nikla kao prevlaka za dekorativne efekte i zaštite u atmosferskim i
industrijskim uvjetima korozije u kemijskoj i prehrambenoj industriji u elektronici Ioni nisu
otrovni pa je pogodan u dodiru sa organskim namirnicama Mnogo se primjenjuje za izradu
novčanica a najviše se primjenjuje kao legirajuća komponenta U prisustvu sumpornih
spojeva prevlači se smedim crnim ili zelenkastim slojem ali ne prodire duboko U morskoj
vodi je stabilan jedino u mirnoj može doći do pitinga u slučaj obraštanja algama ili morskim
organizmima Koroziju nikla inhibira natrijev silikat i fosfal Dobrom aeracijom u otopinama
korozija nikla se pospješuje s faktorom do 10 Nestabilan je u nitratnoj i nitritnoj kiselini U
fosfatnoj kiselini ako sadrži željezo također je nestabilan Ne podlježe kaustičnoj krtosti ni
koroziji uz naprezanje
g) Legure nikla
Legure nikla sa do 65 željeza slične su samom niklu Legure sa kromom daju
korozijsku stabilnost i vatrostalnost Imaju 60 do 80 nikla 12 do 20 kroma a ostalo su
željezo bakar itd Najvažnija je legura inkonel (80 nikla 13 kroma 7 željeza) u
korozijskom pogledu Viši sadržaj kroma daje postojanost u oksidacijskoj a nikla u
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
redukcijskoj sredini Sadržava dobra svojstva i nikla i kroma Izdrži temperaturu do 1200degC
Dodatkom silicija cerija aluminija itd povećava se vatrostalnost pa se primjenjuje za izradu
plinskih turbina mlaznih motora itd Lijevane i gnječene nimokast legure sadržavaju 50 do
75 nikla 10 do 20 kroma sa do 5 željeza 22 kobalta 6 aluminija 55 molibdena
i 35 titana Površina ne potamnjuje vremenski pa su povoljne za dekorativne svrhe otporne
su prema svim prirodnim vodama bez obzira na sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida i prema
destiliranoj vodi U morskoj su vodi otporne a jedino obrasline izazivaju piting
Legure nikla sa molibdenom su hasteloj sa 59 do 65 nikla 17 do 30 molibdena 5 do
25 željeza i oko 9 volframa Legure su otporne prema sulfatnoj nitratnoj kloridnoj
kromnoj i drugim kiselinama također prema organskim kiselinama lužinama i otopinama
soli Dodatak antimona povećava otpornost prema kloridnoj kiselini veće koncentracije
Legure nikla s bakrom su razne vrste monela Sadržaj obično dvije trećine nikla i jednu
trećinu bakra te malim postotkom mangana i željeza Da se poboljša lijevanje dodaje se
silicij Ne podliježe koroziji u mnogim organskim i anorganskim kiselinama solima i
lužinama Ne mogu poslužiti u dekorativne svrhe jer se u vlažnoj maglovitoj atmosferi u
prisustvu sumpora prevlače slojem korozijskih produkata za dobru zaštitu nije bitna
površinska obrada Upotrebljavaju se za transport neoksidirajućih kiselina i hladne kloridne
Mehanički su vrlo otporne Povišenjem temperature i aeracije smanjuje se korozijska
otpornost Prema lužinama su izvanredno postojane neovisno o temperaturi i koncentraciji
Otporne su na većinu agresivnih suhih plinova Pri vlažnim plinovima korozija može biti
znatna Vrlo se dobro mogu primjenjivati u morskoj vodi Ne podliježu eroziji i kavitaciji čak
i u prisustvu obraslina Glavna upotreba im je u pomorstvu kemijskoj i procesnoj industriji
manufakturi industriji sapuna prehrambenoj industriji električnoj opremi Otporne su na
abraziju od njih se izrađuju turbine vijci brodova osovine Mehanički se mogu veoma dobro
obrađivati
h) Krom
Kao čisti metal krom se primjenjuje jedino u prevlakama inače se uvijek legira Otporan
je prema koroziji kao i nerđajući čelik Otapa ga najbrže kloridna kiselina i stradava kao anoda
u lužnatom mediju Veoma je otporan prema oksidirajućim medijima jer se na njemu stvara
sloj oksida koji ga u potpunosti štiti od korozije Otporan je prema visokim temperaturama do
900˚C čak i u prisustvu sumpornih spojeva Primjenjuje se u dekorativne svrhe na vozilima
aparatima u optici za izradu istrumenata u industriji nafte itd Vrlo je visoke tvrdoće pa je
otporan na eroziju i abraziju Upravo zbog toga pogodan je za oblaganje čeličnih osovina
cilindara motora stijenki crpki i slično
i) Kobalt
Zbog skupoće kobalt se gotovo uopće ne primjenjuje u čistom stanju već u legurama
Steliti se sastoje od kobalta uz dodatak 25 do 35 kroma 2 do 17 volframa 02 do 35
ugljika Pri visokim temperaturama ne gube tvrdoću i ne korodiraju Na zraku su stabilni do
1100˚C Otporni su i prema vrućoj vodenoj pari amonijaku sagorjevnim plinovima motora sa
unutrašnjim sagorjevanjem Obrađuje se lijevanjem i navarivanjem Navaruje se na sjedišta
ventila motora na lopatice parnih turbina razne alate itd Otporan je u vodama i otopinama
soli Korodira samo u jakim kiselinama i lužinama U morskoj vodi može nastati piting Vitalij
sadrži uz kobalt 30 kroma 5 molibdena i nešto ugljika Sličan je stelitu ali je mekši na
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
visokim temperaturama te su mu mehanička svojstva slabija Primjenjuje se u kirurgiji i
zubarstvu jer je otporan prema enzimima ljudskog organizma
j) Cink
Premda je cink elektronegativan metal na njegovoj se površini stvara sloj korozijskih
produkata koji ga štite od daljnje korozije Kao nečistoćai prirodno ulazi u olovo željezo i
kadmij Veoma čist dobiva se elektrolizom Primjenjuje se za zaštitu željeza kao prevlaka i u
obliku raznih legura sa dodaci ma bakra aluminija magnezija željeza itd Kao takav služi za
zašitu bojiera cijevi raznih mreža i drugih predmeta koji u biti izloženi vodi i vlažnoj
atmosferi Mnogo se primjenjuje i za zaštitu željeza u morkoj vodi Prema željezu je anoda
Brže korodira u vodi od bakra Povećavanjem kisika povećava se korozija U slučaju
stagnacije tekućine dolazi do nagle korozije zbog nastanka članka diferencijalne aeracije To
se opaža na karburatorima motora koji su izraženi od cinkovih legura U karburatorima se
skuplja voda ispod sloja benzina i izaziva jaku koroziju Također kondenzirana voda na
površini izaziva poveaćanu koroziju Kromatnim filmovima može se spriječiti površinska
korozija Povišenjem temperature u tekućinama raste i brzina korozije Daljnjim povišenjem
temperature smanjuje se topivost kisika u vodi te korozija slabi Pri nižim pH korodira brzo
dok u lužnatom području mnogo manje Korozija u tvrdim vodama je zbog mogućnosti
taloženja filma manja nego u mekšim U zatvorenim toplim vodama podliježe pitingu Cink
štiti željezo u morskoj vodi tako dugo dok se zbog galvanske struje sav ne otopi Nečistoće ne
ubrzavaju koroziju cinka u vodi ali mnogo smanjuju kapacitet struje ako se cink primijeni kao
anoda u zaštiti Otopine kiselih i baznih soli veoma nagrizaju cink Primjenjuje se također kao
zaštita željeza u isparivačima hladnjaka no mora biti pod optimalnim pH Koroziju inhibiraju
tromati borati i silikati Nije povoljan za upotrebu u kontaktu sa živežnim namirnicama jer
izaziva smetnje u probavi i općenito loše stananje organizama Nije pogodan u pokretnom
elektrolitu jer podliježe eroziji Anodičan je gotovo prema svim tehničkim materijalima
Otporan je prema vibracijama korozijskom zamoru itd Termička obrada nema mnogo udjela
u korozijskim svojstvima Može se upotrebljavati u nevodenim otopinama pri srednjim pH
Korozija se inbibira trikolor-etilenom Glicerin ga razara Otporan je prema plinovima u
srednje visokoj temperaturi Ako su plinovi vlažni izazivaju koroziju Pogodan inhibitor u
otopinama je lanolin čiji se film rasprostire po cijeloj površini metala dezaktivirajući ga pa se
primjenjuje u hladnjacima automobila zajedno sa boraksom U atmosferskoj koroziji na
površini cinka stvara se sloj cinkovog baznog karbona ta Nestabilan je u blizini mora
Legure cinka imaju slabiju korozijsku otpornost od njega samoga jer filmovi
korozijskih produkata nisu kompaktni Legira se sa do 45 aluminija do 2 bakra do 008
magnezija i do 01 željeza a sadržaj olova kadmija i kositra treba biti ispod granice
tolerancije jer izaziva interkristalnu koroziju
k) Kadmij
Kadmij je vrlo skup metal jer ga ima u malim količinama U korozijskom pogledu je
nešto bolji od cinka i nije amfoteran Postojaniji je prema atmosferi koja sadrži klorid U
industrijskoj atmosferi koja sadrži sumporne spojeve korodira brže od cinka Primjenjuje se
često kao prevlaka na željezu bakru i aluminiju a inače se upotrebljava kao legirajuća
komponenta Elektrolitički se taloži na metale uglavnom iz cijanidnih otopina Jedino se
bakrene žice kadmiraju vrućim uranjanjem u kontinuiranim procesu Ne oksidira u prisustvu
kisika Brzina korozije pada eksponencljalno s vremenom
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
i) Srebro
Spada u red plemenitih metala Veoma je otporan prema koroziji U nekim otopinama
(HCl) stvara se oksidni film koji ga štiti od daljnje korozije ali u atmosferskoj koroziji zaštita
zbog oksidnog filma nije toliko značajna kao na primjer kod kroma aluminija Kao
mehanički slab materijal primjenjuje se za platiranje čelika korozijske osobine daje srebro a
mehaničke čelik Kod toga treba paziti da ne bude porozna prevlaka ili kontakt sa drugim
metalom jer tada nastupa nagla korozija Otporan je prema toplim i hladnim kiselinama
Aeracija ubrzava korozlju Naglo korodira u nitratnoj i toploj sulfatnoj kiselini Otporan je
jedino prema lužinama neovisno o temperaturi a korodira jedino u amonijevom hidroksidu U
natrijevim i kalijevim cijanidnim otopinama korodira uz razvijanje kisika koji dalje pospješuje
koroziju Otporan je na urin pa se upotrebljava za izradu aparata za ispiranje mokraćnih
putova
Ako u atmosferi ima sulfida srebro površinski korodira Nastali Ag2S smeđe je ili crne
boje a s vremenom smanjuje koroziju Donedavna se srebro primjenjivalo za ukrasne
predmete te pribor za jelo U novije vrijeme sve se više primjenjuje u industriji elektronici a
mnoge zemlje primjenjuju ga za izradu kovanog novca
Dodatkom kadmija cinka kositra i antimona smanjuje se sulfidna korozija Živa ga vrlo
brzo razara Potpuno je inertan prema prirodnim vodama i otopinama soli
m) Zlato
Zlato je korozijski izvanredno otporno zbog slabog kemijskog afiniteta prema većini
metala U elektrolizi se anoda od zlata pasivizira pa je potrebno superponirati izmjeničnu
struju Zlato je otporno prema kiselinama luližinama i solima Otapa ga jedino zlatotopka
(carska vodica) a nagrizaju ga kloridi bromidi jodidi i cijanidi U kontaktu sa živom veoma se
brzo amalgamira
Zbog mekoće i niskog tališta rijetko se upotrebljava kao čisti metal jedino u kemijskoj
industriji Tanke prevlake zlata su uglavnom poroznije nego kod drugih metala Nekada se čist
upotrebljavao za nakit ukrasne predmete i novac za vanjsku i unutrašnju dekoraciju krovova
statua vratiju i stropova s obzirom da se može izvlačiti u vrlo malim debljinama (7middotl06
mm)
U kemijskoj industriji zamjenjuje platinu legiran s njom ili paladijem Najbolje su ternarne
legure Legiran sa srebrom ima veoma slabe mehaničke osobine pa se koristi kao nakit
Bakar kao legirajuća komponenta je najbolja za zlato jer postiže dovoljnu mehaničku
čvrstoću a ne mijenja bitno boju zlata 75 zlata i 25 bakra daje l8-karatno zlato koji se
koristi za izradu nakita Tenarna legura (zlato bakar srebro) također se mnogo primjenjuje za
nakit za razliku od binarne legure veoma se dobro dade obrađivati Dodatkom 5 nikla i cinka
dobije se 10 i l2-karatno zlato zlato koje se upotrebljava za okvire naočala za naliv-pera itd
Dodatkom paladija i platine dobiva se zubno zlato Ternarna legura zlato srebro bakar kao
l4-karatno zlato za pera podložni su korozijskom zamoru i interkristalnoj koroziji Bijelo zlato
za nakit dobiva se legiranjem zlata i nikla u raznim omjerima Legirano zlato korodira brže
nego čisto Interesantno je da se kod nekih legura otapa neplemenita komponenta te ostaje
zlatni šupljikavi skelet
n) Platina
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Platina je vrlo plemenit metal stoga ima mali kemijski afinitet Elektrodni potencijal
platine pri reakciji
VjeePtPt 2122 (32)
Temperatura taljenja je vrlo visoka l773˚C Upotrebljava sc u laboratorijima kao
netopiva elektroda materijal za izradu posuda točnih i nepromjenljivih dimenzija oblaganje
električnih kontakata gdje se zahtijeva nesmanjen otpor U ovom je slučaju veoma važno
svojstvo da je iskrenje ne uništava Upotrebljava se kao vrlo tanka obloga za zaštitu čelika u
agresivnim uvjetima Dodatkom 06 iridija i 35 rodija postaje tvrđa i asortiman primjene
joj se proširuje dok se za nakit legira sa 5 do 10 iridija ili 5 rutenija Legiranjem sa
paladijem povećava se duktilnost Veoma je dobar vodič električne struje pa se njome oblažu
vodiči od kojih se zahtijeva naročito dobra vodljivost Platina se može galvanskl nanositi ali
je mnogo bolji način navariva nje Nagriza je edino zlatotopka (carska vodica) i HCl sa
dodatkom oksidirajućih iona Dodatkom iridija i rutenija i ova korozijska mogućnost prestaje
tako da ju je nemoguće otapati zbog analize Povišenjem temperature neke kilseline kao
slulfatna i kloridna polagano nagrizaju platinu
Kao anoda upotrebljava se u kloridnoj i sulfatnoj sredini i ne otapa se Ako se
superponira izmjenična struja u nekim otopinama dolazi do otapanja Na platini je visoki
prenapon pa se upotrebljava tamo gdje je to potrebno crna platina pokazuje izvanredno niski
prenapon Kao inertan materijal upotrebljava se u industriji za proizvodnju čistih kemikalija
kao vodič kroz staklo ne izaziva pucanje stakla pri temperatumim promjenama jer im je
termički koeficijent širenja vrlo sličan
o) Paladij
Paladlj ima mehanička svojstva kao platina
VEePdPd o 83022 (33)
U industriji se upotrebljava za električne kontakte s dodatkom 5 do 10 rubidija za
nakit se legira sa 4 do 55 rutenija S vremenom ne tamni Nešto je aktivniji od platine pa
mu je primjena ograničena Mnogo se upotrebljava kao dodatak legurama zlatu i platini
Količina od 50 paladija u srebru ne iz izaziva potamnjenje pa se upotrebljava za nakit i
električne kontakte Zbog niže cijene zamjenjuje platinu u labaratorijskim potrebama a nikl
zbog svoje plemenitosti Upotrebljava se kao katalizator u proizvodnji vitamina U nakitu je
potrebno legiranje sa najmanje 10 platine da ne reagira na spot test draguljaraKap dušične
kiseline ga ne nagriza
Kao anoda otapa se u kloridnim i bromidnim otopinama Zbog toga se može
galvaniziranjem nanositi kao deblja duktilna prevlaka Kao anoda jedino je pasivan u
dušičnim otopinama i razrijeđenoj k1oridnoj kiselini Ne potamnjuje u sobnim uvjetima
korozije pa je pogodan u draguljarstvu Međutim u industrijskoj atmosferi paladij kao
katalizator oksidira SO2 u SO3 te dobiva neprozirnu opnu na površini koja je u kontrastu sa
istim izgledom paladija u draguljarnicama ili sobnim uvjetima korozije
p) lridij
Iridij u reakciji Ir harr Ir3+
+ 3e poprima potencijal E0 = -10 V Tali se na jako visokim
temperaturama Sam se upotrebljava vrlo malo i to u jako specifičnim uvjetima Legira se
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
većinom s platinom u draguljarstvu i za električne kontakte Otporan je u carskoj vodici čak do
100˚ C Pod tlakom ili jako povišenim temperaturama nastupa korozija
q) Magnezij
Magnezij je najneplemenitiji metal koji se upotrebljava u tehnici Korodira čak i u vreloj
vodi uz izdvajanje vodika Njegovu koroziju inhibiraju kromati i bikromati Da mu se
poboljšaju mehanička obilježja legira se do 3 mangna 10 aluminija i 3 cinka pa se
dobiju takozvani elektron-metali Zaštićuje ga prirodni ili umjetno stvoren film Naročito
pogoduje legiranje s aluminljem Legiranje sa cinkom izaziva piting posebice u slanoj vodi
Najopasnija komponenta je željezo pa nilkl bakar ltd Stabilan je u nafti kao i njegove
legure pa se mogu upotrebljavati čak i u morskoj vodi prirodnoj i industrijskoj slatkoj vodi i
sl Od kontaktne korozije jedino nije opasan spoj s olovom i cinkom
Magnezij se primjenjuje u artiljeriji a u novije vrijeme i drugdje zbog lake mehaničke
obrade Ima malu masu pa je naročito prikladan za izradu vojne opreme koju treba nositi
Mnogo trofejnog materijala iz II Sv rata izrađeno je od legure magnezija i aluminija
Magnezij i njegove legure sklone su korazijskom zamoru Dijelovi iz elektron-metala moraju
biti tako izvedeni da nema udubina i pukotina i sl gdje bi se zadržavala voda i nečistoća
Upotrebljava se za izradu nekih dijelova na automobilima avionima kao što su karteri
motora dijelovi koji se često moraju dizati - ručke dijelovi opreme usisivača strojeva za
pranje rublja dizala dijelovi koji rotiraju velikim brzinama itd Čisti magnezij primjenjuje se
kao anoda za zaštitu aluminijskih hidrokrilnih brodova
r) Olovo
Olovo korodira u obliku
ePbPb 22 (34)
Premda je po elektrodnom potencijalu korozivno aktivan ipak postaje pasivan u H2SO4
HF H3PO4 H2CO4 zbog postojanja tankog oksidnog sloja koji ga štiti od daljnje korozije U
uvjetima turbulencije kad se skida oksidni sloj olovo korodira naglo Zbog tih svojstava
primjenjuje se u kemijskoj industriji za obloge kada od željeza za cjevovode itd Korodira u
razrđenoj nitratnoj kiselini i u nekim razrijeđenim organskim kiselinama (octenoj i mravljoj)
U kontaktu sa drvom koje nije dovoljno suho naglo korodira Kao amfoteran materijal
korodira u lužnatom mediju ovisno o aeraciji temperaturi i koncentraciji Opasan je spoj sa
vlažnim cementomLegiran sa 2 žive upotrebljava se kao netopiva anoda u katodnoj žtiti u
moru
Kada se legira sa 6-12 antimona povećava mu se mehanička čvrstoća ali se smanjuje
korozijska otpornost Ova se legura primjenjuje kod izrade olovnih akumulatora U moru je
olovo inertno Međutim u mekoj vodi otpušta ione koji su otrovni pa je zabranjena upotreba u
prehrani i vodi za piće a u destiliranoj vodi korodira naglo Otporan je na atmosfersku
koroziju gdje se stvara film PbSO4 U zemlji je neotporan ako ima organskih kiselina Zbog
mekoće nagrizaju ga glodavci Podložan je korozijskom zamoru Legure olova i 25-60
kositra služe za lemljenje Pri tome treba paziti da na lemljenom dijelu ne bi došao u
elektrolitu do izražaja galvanski članak Olovo se također legira sa antimonom bakrom
telurom itd radi povećavanja otpornosti prema korozijskom zamoru Njegova sklonost ka
interkristalnoj koroziji opasna je kod električnih kablova Ovu se opasnost smanjuje
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
legiranjem s telurom i kositrom U vojnoj tehnici se upotrebljava za izradu upaljača pomorskih
mina zbog odličnih korozijskih svojstava i mekoće
s) Kositar
Otporan je prema atmosferskoj koroziji čak otporniji od cinka kadmija i bakra Ne
korodira ni u slatkoj ni u slanoj vodi Ako je visoke čistoće može doći u morskoj vodi do
pitinga Otporan je prema destiliranoj vodi pa se primjenjuje za izradu destilacijskih uredaja
Visok mu je prenapon vodika pa sporo korodira u kiselinama bez oksidativnih svojstava U
vojnoj se tehnici primjenjuje za izradu kapisla detonatora oblaganje željeznih rezervoara za
skladištenje naftnih derivata itd Za izradu kapisla primjenjuje se u obliku folija jedino njega
ne nagrizaju komponente inicijalnog punjenja i nakon dugog stajanja Kao katoda prema
željezu pokositreni predmeti trpe jaku lokalnu koroziju ako dode do oštećenja prevlake ili
poroznosti Otporan je prema organskim kiselinama nije otrovan pa se upotrebljavamiddot za
izradu ambalaže živežnih namirnica Pokositreni čelični lim - bijeli lim - primjenjuje se za
izradu konzervi
Kositar korodira u dušičnoj kiselini u slabo lužnatim otopinama ali kositrene soli (npr
SnCl2) djeluju inhibitorno na njegovu koroziju Pri niskim temperaturama kositar podliježc
razaranju koje je nazvano kositrenom kugom Na temperaturama iznad -13˚C kositar je
stabilan u svojoj bijeloj kristalnoj modifikaciji Ispod te temperature stabilna je siva kristalna
modifikacija a prijelaz iz bijele u sivu praćen je povećanjem volumena i tada se kositar
raspada u prah Sav kositar ispod -13˚ C ne prelazi u praškastu formu ali padom temperature
taj je prijelaz vjerojatniji tako da pri -50˚C doseže najvetu vjerojatnost prelaska Do prijelaza u
sivu modifikaciju dolazi naročito kositar koji se nalalazi u blizini takve modifikacije jer
kristali ove modifikacije služe kao novi centri kristalizacije pa sc ovo razaranje kositra širi u
obliku zaraze Vojna oprema koja se nalazi zimi uskladištena na hladnim mjestima podliježe
kositrenoj kugi Da se to razaranje spriječi kositar se legira s kadmijem i olovom a s
bizmutom i antimonom ta je pojava potpuno spriječena Antimon kao legirajuća komponenta
smanjuje sklonost lokalnoj koroziji
Klimatski uvjeti korozije Pod ovim uvjetima podrazumijevaju se dva činioca faktori u koje ubrajamo klimu
temperaturu zraka sadržaj vodene pare sunčeve radijacije itd Drugi faktori su uvjetovani
prvima a ukazuju u kojoj će mjeri utjecati na koroziju pojedinih materijala na primjer
mikrobiološka zagađenost atmosfere Korozija ovisi o zagađenosti atmosfere ovim
organizmima i o njihovoj biološkoj aktivnosti Naravno da ovi faktori ovise o prvim na
primjer temperaturi i vlažnosti U druge faktore spadaju također i zagađenost atmosfere u
industrijskim zonama (npr ozon koji nastaje na mjestima iskrenja izolacije uvjetovan je prvim
faktorima vodenom parom u zraku) Međutim svaka mikrolokacija ima svoja specifična
korozijska svojstva koja su agresivna za pojedine materijale i tim utjecajnim čimbenicima se
treba voditi pri izboru metoda zaštite Neka sasvim bliska područja mogu imati različite
klimatske faktore pa je potrebno detaljno poznavanje uvjeta u pojedinim mikrolokacijama
Utjecaj temperature
Povišenje temperature ubrzava kemijske reakcije naročito oksidaciju Nadalje
izolacioni koeficijent pojedinih materijala pada sa porastom temperature Isto su tako važni
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
temperaturni skokovi u toku jednog dana ili kratkog intervala Osobito se električne
karakteristike mijenjaju s promjenom temperature
Utjecaj vlažnosti zraka
Vlažnost izaziva bubrenje organskih materijala Razdoblje u kojem se vlažnost mijenja
je važno jer nagle promjene naročilo štetno utječu
Materijal upija vlagu pa dolazi do hidrolitičke destrukcije ili se ona kondenzira na
površini zavlači u pore i slično Ovaj drugi oblik vlage mijenja električna svojstva uvjetuje
stvaranje ecktrolita koji sekundarno nagriza materijale ili pri smrzavanju povećanjem
volumena izaziva raspad Ova druga vrsta vlage hvata se na predmetima pri niskoj
vla1ažnosti čak i ispod 40 samo je vrlo tankog sloja a uvjetovana je mikrohrapavošću Do
ove kondenzacije u većoj formi može doći iako je relativna vlažnonost zraka mala ali se
predmet ohladio pa se i zrak u dodiru s njim toliko ohladi da dostigne zasićenje i kondenzira
se na predmetu Relativna se vlažnost također mnogo mijenja sa visinom od zemlje što treba
imati u vidu prilikom uskladištenja opreme
Utjecaj kemijske zagađenosti zraka
Kemijska zagađenost određenog područja jer uvjetovana industrijskim postrojenjima na
određnoj lokaciji U zraku se najčešće kao onečišćivači atmosfere nalaze sumporni dioksid
ugljena prašina dušika sumporvodik i drugi Svi oni pospješuju destrukciju materijala U
primorskim oblastima znatna razaranja uzrokovana su postojanjem soli u zraku
Utjecaj mikroorganizama
Mikrobiološka razaranja vl1e ~lijconi i bakterije Njihovom razmnožavanju pogoduje
visoka vlažnost temperatura iznad 2ordmC i svjetlost Mikroorganizmi se ili hrane organskim
tvarima ili ih razlažu a produkti njihovog metabolizma razaraju ili zagaduju materijale
Najbolja je zaštita u pravilnom izboru materijala a ako su neki materijali neizbježni moraju
sc impregnirati fungicidima i inseklicidima Protiv mikroorganizama korisno sce boriti
ukidanjem uvjeta koji pogoduju njihovom razvoju a to su temperatura vlaga i svjetlost
ODRŽAVANJE TRUPA BRODA
Trup broda predstavlja osnovni noseći strukturalni element broda stoga se njegovom
održavanju pridaje posebna pozornost Opseg održavanja prvenstveno ovisi o vrsti i starosti
broda te razini održavanja u prethodnom periodu Stanje brodskog trupa utvrđuje se
prosudbama od strane zapovjedništva i inspektora broda te pregledima od strane ovlaštenih
organizacija Temeljem utvrđenog stanja brodarsko društvo dobiva smjernice neophodnog
održavanja u narednom periodu
Razina održavanja ima utjecaj na kapitalnu vrijednost broda koja prvenstveno dolazi
do izražaja prilikom prodaje na tržištu rabljenih brodova U većini slučajeva dodatna ulaganja
u održavanje pridonose postizanju veće cijene broda
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Premije osiguranja brodskog trupa se zasnivaju na tržišnoj vrijednosti broda
Međutim na visinu premija utječe i visina potraživanja na ime šteta u proteklom periodu
Veći iznosi potraživanja na ime šteta povlače povećanje iznosa premije u narednom periodu
Slabije održavani brodovi zasigurno nisu privlačni kvalitetnijoj posadi Stoga se može
očekivati da takvi brodovi imaju manje kvalitetnu posadu koja se češće izmjenjuje U
ovakvim slučajevima i dodatna financijska ulaganja u održavanje ne postižu željeni efekt
Prema iskustvenim saznanjima odgovarajućom zaštitom premazima i katodnom
zaštitom trupa brod se može ekonomski iskorištavati preko dvadeset i pet godina bez
mijenjanja limova i strukturalnih elemenata Prvi premazi se nanose tijekom gradnje broda i
povremeno se djelomično ili u potpunosti obnavljaju tijekom ekonomskog iskorištavanja U
slučaju ne obnavljanja premaza dolazi do pojave korozije čiji učinci postaju očitiji vremenom
starenja broda Uobičajeno u vremenu između druge i treće obnove klase broda dolazi do
većih izmjena limova i strukturalnih elemenata većinom oštećenih utjecajem korozije
Povećavaju se direktni izdaci troškova održavanja a isto tako i indirektni troškovi uzrokovani
stajanjem broda1
Metode i ulaganja u održavanje uobičajeno ovise o planiranom vremenu ekonomskog
iskorištavanja broda Temeljem planiranog vremena eksploatacije brodarsko društvo odlučuje
o najekonomičnijim zahvatima održavanja u određenom vremenskom periodu Iskustveno se
pokazalo da je priprema površina i nanošenje novih premaza na oštećenim dijelovima starog
premaza ekonomski opravdana u slučajevima planirane eksploatacije broda u narednih pet do
osam godina Kada se
brod namjerava zadržati u eksploataciji manje od pet godina u obzir dolaze manje
kvalitetni tzv laquomekiraquo2 premazi ili katodna zaštita
Najčešći uzrok šteta na brodskom trupu i njegovim strukturalnim elementima je
korozija U principu se korozija može spriječiti ili umanjiti na četiri načina
izborom materijala
modifikacijom okoliša
zaštitnim premazima ili prevlakama
katodnom i anodnom zaštitom
U izradi brodskog trupa broda danas se uobičajeno koriste brodski čelik i aluminij
Osobine brodskog čelika ovise o udjelu primjesa koja utječu izmjenu njegovih kemijskih i
mehaničkih svojstava Najznačajniji element je ugljik kojeg ima do 15 Podijeljen je
obzirom na kemijski sastav i fizička svojstva na brodski čelik stupnja A B D E3
Kvaliteta
uvjetuje cijenu te se time brodarskom društvu pruža mogućnost odabira kvalitete ali samo
unutar zahtijevanih granica postavljenih od strane klasifikacijskih zavoda
Aluminij se zbog svoje specifične mase danas koristi u izradi vrlo brzih plovila
Oksidni sloj koji se pojavljuje na površini metala vrlo dobro štiti od korozije Međutim
1 Prema [4] str 292 cijena zaštitnih premaza iznosi tek jednu desetinu cijene prosječno izmijenjenih
brodskih limova i elemenata brodske strukture
2 Nanošenje takvih premaza se smatra privremeno rješenje i uobičajeno je trajnost takvih premaza do 4
godine 3 Prema [4] str 8
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
njegovim oštećenjem dolazi do ubrzanog korozijskog procesa Kod aluminija i njegovih
legura javlja se galvanska korozija
Pod modifikacijom okoliša podrazumijevamo izmjenu elektrokemijskog sastava
primjenom inhibitora4
Mehanizam smanjivanja korozije zasniva se na smanjenju ukupne
energije koja učestvuje u nekom korozijskom procesu Postoje katodni i anodni inhibitori
Katodni povećavaju polarizaciju katode a anodni anode Kao anodni inhibitori primjenjuju se
topivi hidroksidi kromati fosfati silikati i karbonati Katodni inhibitori su cinkove
magnezijeve i niklove soli Većinom se na brodu upotrebljavaju u sustavima s kružnim
tijekom vode
Primjena zaštitnih premaza je vjerojatno jedna od najstarijih metoda zaštite od
korozije Obilježja ove metode su jednostavnost i brzina primjene te relativno niska cijena
Može ih nanositi posada broda bez posebnog obučavanja Oštećenja kao i nedostatna zaštita
su lako uočljive i mogu se lako sanirati
U zaštiti brodskog trupa se uobičajeno koristi katodna zaštita Katodna zaštita se može
izvesti primjenom žrtvovanih anoda ili narinute struje što se analizira i razmatra u nastavku
Teorijski svaka od ovih dviju posljednjih metoda može biti primijenjena samostalno i
u kombinaciji s premazima Međutim kombiniranom primjenom ovih metoda dobiva se
učinkovitija zaštita Tijekom ekonomskog iskorištenja broda vrlo često dolazi do oštećenja
premaza pa taj dio brodskog trupa ostaje nezaštićen Kako bi se udovoljilo zahtjevu
zaštićenosti brodskog trupa i na dijelu s oštećenim premazom javlja se potreba primjene
elektrokemijske zaštite Na brodskom trupu moguća je i primjena elektrokemijske zaštite bez
zaštitnih premaza međutim vrlo je teško postići ravnomjernu raspodjelu zaštitne struje
Zaštitnim premazima se upotpunjuje zaštita i smanjuje potrošnja električne energije Stoga se
brodski trup uobičajeno štiti premazima čija kvaliteta ovisi o cijeni a katodna zaštita koristi se
kao dodatni sustav zaštite
11 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA PREMAZIMA
Zaštitne prevlake mogu biti metalne i nemetalne Metalne prevlake mogu djelovati kao
anode Djelujući kao anoda štite metalnu površinu katodno U slučajevima kad prevlaka ima
veću korozijsku otpornost djeluje kao barijera između metalne površine i elektrolita
Nemetalne prevlake mogu biti anorganske i organske Anorganske uključuju okside i slabo
topive slojeve kromata i fosfata Najveću primjenu u zaštiti od korozije imaju organski
premazi i prevlake Organski premazi i prevlake stoga se primjenjuju i u zaštiti od korozije
unutarnjih i vanjskih površina brodskog trupa Kvaliteta zaštite nanešenog premaza na
brodskom trupu ovisi ponajviše o sljedećim čimbenicima
svojstva premaza
kemijska svojstva površine metala
priprema površine metala
tehnika nanošenja premaza
debljina nanošenog premaza
kvaliteta nanošenja
4 Inhibitor je svaka supstanca koja dodana u neku sredinu smanjuje koroziju metala
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
klimatski uvjeti prilikom priprema površine za vrijeme nanošenja premaza te
nakon nanošenja premaza
agresivnost okoliša za vrijeme nanošenja premaza te tijekom ekonomskog
iskorištavanja broda
Zaštitni sustav premaza koji se koristi za zaštitu trupa se uobičajeno sastoji od
temeljnog premaza međusloja i završnog sloja Svaki od ovih slojeva u svom sastavu ima
određena svojstva koja pridonose kompaktnosti i trajnosti zaštitnog premaza Temeljni
zaštitni premaz je prvi sloj koji se nanosi na očišćenu i pripremljenu površinu Njegova
kvaliteta je mjerljiva sljedećim svojstvima
sprečavanju ili odgodi pojave korozije
formiranju čvrstog sloja koji dobro prianja uz površinu metala
saniranjem kemijski aktivnih površina
elastičnost pri promjenama temperature
Međusloj uobičajeno nadopunjava protukorozijsku zaštitu temeljnog premaza te treba
biti dobra podloga za završni sloj Obilježjima mora udovoljavati temeljnom i završnom sloju
Osnovno svojstvo završnog sloja je pružanje zaštite prema vremenskim i kemijskim
utjecajima Završni sloj može biti konvertibilni ili nekonvertibilni premaz Konvertibilni
premazi su materijali kod kojih se proces sušenja zbiva zajedno s oksidacijom i
polimerizacijom kao npr kod epoksi i poliuretantskih smola Nekonvertibilni premazi su
materijali kod kojih pri sušenju dolazi do isparavanja otapala a nastali sloj se značajnije ne
mijenja pod utjecajem atmosfere U tu grupu pripadaju npr vinil kopolimeri i derivati gume
Danas se također u zaštiti brodskog trupa koriste dvokomponentni epoksi premazi koji
se sastoje od smole i učvršćivača
Uobičajeno se svi organski premazi sastoje od pigmenata koji premaz čine
neprozirnim dajući mu željenu boju plastifikatora kojima se oblikuju mehanička i veziva
svojstva te otapala kojima se kontrolira viskozitet i brzina sušenja
Osnovna funkcija svih zaštitnih premaza je stvaranje barijere između okoline i metalne
površine koja se štiti Međutim valja naglasiti da su zaštitni slojevi u određenoj mjeri propusni
za vodu ili vodenu paru tako da metalna površina nije u potpunosti izolirana od okoline
Zaštitni premazi stvaraju protukorozijski učinak sljedećim svojstvima
premaz svojim velikim električnim otporom stvara polarizaciju korozijskih
reakcija
sprečavaju pristup kisika do metalne podloge i tako usporava katodnu reakciju
usporavanje anodne reakcije koncentracijskom polarizacijom
U osnovu premaza mogu se dodavati različite vrste pigmenata s određenim
djelovanjem Inertni pigmenti kao npr čestice aluminija nehrđajućeg čelika i krede
pojačavaju izolacijsko djelovanje osnovnog polimernog filma zatvarajući mikro putanje
unutar zaštitnog sloja Metalni pigment kao cink u prahu usporava koroziju djelujući kao
katodna zašita a čestice cinka djeluju kao anoda
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Pasivizirajući pigmenti kao što su kromati štite metalnu površinu na način da
korozivni medij ispire kromatne ione iz pigmenta čestice putuju do metalne površine koju
pasiviraju i tako usporavaju korozijski proces
Za učinkovitu zaštitu brodskog trupa premazima bilo kojim od razmatranih načina
vrlo je značajno prije nanošenja premaza izvršiti odgovarajuću pripremu površine metala
131 Priprema površine
Priprema površine i čišćenje se mogu izvoditi kod temperatura površine najmanje 3 ordmC
iznad rosišta ili ako je relativna vlažnost ispod 90 osim ako proizvođač premaza
preporučuje drugačije
Metalnu površinu prije nanošenja premaza treba odgovarajuće pripremiti Prije
nanošenja premaza potrebno je ukloniti oksidni film (okuinu)5 korozijske produkte i sve
ostale nečistoće na površini metala U uobičajene metode pripreme metalnih površina trupa
prije nanošenja premaza spadaju
odmašćivanje
uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima
mehaničko odstranjivanje korozijskih produkata
odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom
odstranjivanje korozijskih produkata vatrom
kemijsko čišćenje i uklanjanje korozijskih produkata
Odmašćivanje podrazumijeva uklanjanje masti i ulja s metalnih površina Kako samo
fizičko uklanjanje nije dovoljno temeljito čišćenje se provodi upotrebom organskih otapala ili
deterdženata otopljenih u vodi Temeljito uklanjanje ulja i masti je neophodno zbog toga jer i
male količine uzrokuju anomalije na površini Stvara se predispozicija za nastanak rupičaste
korozije Također zaštitni premaz ne prianja uz površinu te vrlo brzo dolazi do njegova
oštećenja i izloženosti površine utjecaju korozije
Uklanjanje oksidnog filma (okuine) izlaganjem atmosferskim utjecajima spada u
tradicionalne metode uklanjanja okuine Kada je čelik s okuinom izložen djelovanju
atmosfere zbog različitih toplinskih koeficijenata rastezanja okuine i metala dolazi do njihova
odvajanja Potrebno vrijeme odvajanja iznosi približno 6 mjeseci Ako je na okuinu u
međuvremenu nanesen zaštitni premaz on će se usprkos tome odvojiti od površine metala
Metoda ne daje jednoliku metalnu površinu U međuvremenu može doći do stvaranja
korozijskih produkata na površini metala Ozbiljne štete nastaju kada je metal u vremenu
odvajanja okuine od metala izložen utjecaju soli (NaCl) Sol se može ukloniti ručnim
metodama čišćenja i četkanjem Valja naglasiti da u nekim slučajevima i pri primjeni abraziva
sol zaostaje u mikroporama metala
Pod mehaničkim odstranjivanjem podrazumijeva se uklanjanje korozivnih produkata
raznim čekićima strugačima četkama električnim i pneumatskim alatima Čekići i strugači
uobičajeno se koriste za obradu manjih površina Obrada većih površina navedenim
sredstvima je neekonomična zbog velik utrošak ljudskog rada Ručnim uklanjanjem
korozivnih produkata nije moguće postići visoki stupanj čistoće površine Nakon obrade
5 Okuina ndash oksidni film koji se formira na čeličnoj površini u procesu obrade Sastav ovisi o uvjetima u
kojima se metal nalazio tijekom metalurške obrade i tijeku hlađenja
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
četkanjem je potrebno ukloniti manje ostatke korozijskih produkata Poželjna je kemijska
obrada površine primjerenim nagrizajućim sredstvima baziranim na sulfatnoj ili solnoj
kiselini Električnim i pneumatskim alatima postiže se značajno bolja obrada površine
Postoje dvije osnovne vrste
električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski
električni i pneumatski alati kružnog djelovanja
Električni i pneumatski alati koji djeluju pravolinijski uobičajeno koriste igličaste
odstranjivače korozijskih produkata Koriste se za vertikalne površine te na mjestima gdje nije
moguć pristup sredstvima kružna djelovanja Kako bi se uklonili zaostali ostaci korozijskih
produkata obrađenu površinu preporučljivo je očetkati i tretirati kemijskim preparatima
Električni i pneumatski alati kružnog djelovanja uobičajeno se koriste za veće
horizontalne površine Na rotirajuću glavu sredstva postavljaju se udarni zupci brusne ploče
ili četka Zupcima se skidaju deblje nakupine korozijskih produkata Brusnim pločama se
skidaju korozijski produkti i uklanjaju neravnine na metalu veće od 01 mm Materijali od
kojih su izrađene brusne ploče mogu biti prirodni ili umjetni Četke su uobičajeno za primjenu
na brodskom čeliku izrađene od mjedenih ili čeličnih žica Četkanjem se uspješno odstranjuje
ravnomjerna površinska korozija u početku nastanka te ostaci u porama metala nakon
tretiranja udarnim zupcima
Odstranjivanje korozijskih produkata abrazivima i vodom spada u najefikasnije
metode i dobiva se optimalno pripremljena površina za nanašanje zaštitnih premaza Brodski
trup se najučinkovitije tretira upravo tom metodom Posebno se koristi za vrijeme boravka
broda u remontnom brodogradilištu a vrlo rijetko se ovom metodom tretiraju paluba i
skladišta tijekom ekonomskog iskorištavanja broda Najvažniji uvjeti koje treba ispuniti za
djelotvorno odstranjivanje abrazivima su
odabir odgovarajućeg abraziva
povremeno odstranjivanje prašine i nečistoća
odgovarajući pritisak pod kojim djeluje abaraziv
prisutnost suhog zraka (kad se zahtjeva)
pogodni omjer zraka vode i abraziva kod metode gdje se ta kombinacija
primjenjuje
Kao abraziv se najčešće koriste pijesak i sačma te kombinacija abraziva i vode Stoga
se može odstranjivanje korozijskih produkata podijeliti prema vrsti abrazivnog sredstva na
pjeskarenje
sačmarenje
kombinacija pjeskarenja odnosno sačmarenja s vodom
odstranjivanje korozijskih produkata i nečistoća vodom
U hrvatskim remontnim brodogradilištima se najčešće kao abraziv u postupku
pjeskarenja koristi kvarcni pijesak Pjeskarenje se izvodi na način da se pomoću
komprimiranog zraka pomiješanog s pijeskom obrađuje metalna površina Zrnca pijeska
velikom brzinom udaraju u metalnu površinu odstranjujući pri tome korozijske produkte
okuinu i stare naslage premaza Postiže se hrapavija površina omogućujući bolju adheziju
premaza koji se kasnije nanosi Prilikom pjeskarenja javlja se velika količina prašine te je
takav postupak već više godina zabranjen u zemljama EU i SAD-a zbog zdravstvenih razloga
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Danas postoji mogućnost da se postupkom koji se izvodi u zatvorenim prostorima rukuje
izvana
U novije vrijeme se kao abraziv često koristi sačma Pod sačmom se podrazumijevaju
čestice lijevanog željeza i čelika Čestice su okrugle uglate ili oštre Sačmarenje se izvodi
tako da se metalna površina bombardira čeličnom sačmom koja se izbacuje uz pomoć
komprimiranog zraka Sačma se ponovo skuplja i primjenjuje u daljnjoj obradi
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i čišćenja metalnih površina
kombinacijom vode i abraziva sve je više u primjeni Ovakvim postupkom se izbjegava štetni
utjecaj prašine po čovjekovo zdravlje smanjuje potrošnja abraziva i uklanjaju nečistoće
topive u vodi Preporuča se u vodu dodati inhibitore kompatibilne s temeljnim premazom
kako bi se spriječila pojava korozije
Metoda odstranjivanja korozijskih produkata i nečistoća vodom podrazumijeva
upotrebu vode pod visokim pritiskom između 15 i 30 hPa Ova metoda se počela intenzivnije
koristiti u posljednje vrijeme kod obrade vanjske oplate broda i palube Omogućava skidanje
korozijskih produkata nakupina morskih organizama na podvodnom dijelu trupa te soli
Primjenom posebne opreme postiže se pritisak vode od 300 MPa i na taj način odstranjivati
veće naslage korozijskih produkata i premaza Regulacijom pritiska vode moguće je postići
skidanje gornjeg sloja premaza bez oštećenja donjeg premaza Termoplastične premaze
moguće je skidati jedino primjenom ove metode Kombinacijom vode abrazivnog sredstva i
zraka dobiva se najdjelotvorniji način pripreme površine Površina metala je vrlo dobro
očišćena od korozijskih produkata odstranjena je sol i sve ostale nečistoće na metalu topive u
vodi Uobičajeno se u vodu dodaju inhibitori I ovom metodom značajno je smanjeno
onečišćenje okoline i umanjena mogućnost nastanka štetnih posljedica po ljudsko zdravlje u
odnosu na pjeskarenje Također primjenom ove metode ne koriste se posebni abrazivi
Glavni nedostatak je nemogućnost nanošenja premaza neposredno nakon završetka primjene
ove metode zbog vlažnosti površina
Odstranjivanje korozijskih produkata vatrom manje je primjenjiva metoda kod
održavanja brodskog trupa Koristi se uobičajeno kod uklanjanja korozijskih produkata s
metalnih dijelova palubne opreme te uklanjanja korozijskih produkata koji su doveli do
blokiranja određenih dijelova palubnih uređaja Korozijski produkt se zagrijava
oksiacetilenskim plamenom Zbog različitog toplinskog koeficijenta rastezanja metala i
oksida slabi njihova veza Udarcima čekića korozijski produkt se vrlo lako uklanja od metalne
površine Metoda je pogodna za uklanjanje starih premaza i prevlaka Premaz koji pri tom
izgara ima štetno djelovanje po ljudsko zdravlje i okoliš
Kemijsko čišćenje i odstranjivanje korozijskih produkata ima ograničenu primjenu pri
zaštiti brodskog trupa Uobičajeno se koristi nakon što su korozijski produkti uklonjeni
mehaničkim putem Koristi se također kod uklanjanja tanjih naslaga ravnomjerne površinske
korozije kad mehaničko odstranjivanje nema učinka Na putničkim brodovima za vrijeme
redovne eksploatacije koristi se za čišćenje premaza od tragova korozijskih produkata
Nakon čišćenja potrebno je izvršiti kontrolu tretirane metalne površine Kontrola
odgovarajuće čistoće se najčešće izvodi uspoređivanjem s referentnim uzorcima ili
fotografijama Najpoznatiji način utvrđivanja stupnja čistoće je prema švedskom standardu
koji u dopunjenom izdanju predstavlja i međunarodni standard Sadrži fotografije metalnih
površina očišćenih sačmarenjem i plamenom novih te onih na kojima je bio premaz Stupanj
očišćenosti se prikazuje oznakama St 2 St 3 za postupke čišćenja ručnim ili strojnim alatima
a za čišćenja sačmarenjem i pjeskarenjem oznake Sa 1 Sa 2 Sa 2 frac12 Sa 3
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
132 Svojstva organskih premaza
Svaki antikorozijski premaz ima veću ili manju propusnost vode Zaštitni sloj koji
apsorbira vodu sklon je bubrenju što dovodi do slabljenja prianjanja premaza na metalnoj
podlozi Nepropusnost sloja sprečava prodiranje vode te iona do metalne podloge Na
apsorpciju vode utječe gustoća umrežavanja polimernih komponenti u sloju prisutnost
komponenti topivih u vodi debljina zaštitnog sloja salinitet temperatura mora i brzina
strujanja mora Za dugotrajnu antikorozivnu zaštitu postavljaju se sljedeći uvjeti
visoka mehanička otpornost
otpornost na ljuštenje
kemijska stabilnost
stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa
Svi uvjeti osim posljednjeg vrijede za sve vrste premaza nanesenih na metalnim
površinama Stabilnost pri primjeni elektrokemijskih procesa ovisi o propusnosti premaza za
korozijske tvari te postojanje mehaničkog oštećenja prevlake i gole metalne površine na kojoj
se mogu odvijati elektrokemijske korozijske reakcije Električni napon koji uzrokuje kretanje
iona iznosi od nekoliko desetinki volta do nekoliko volti Uzrok kretanja iona su anodna i
katodna polarizacija Anodna polarizacija nastaje na mjestu izlazeće struje odnosno na spoju
sa stranom katodom Katodna polarizacija nastaje na mjestu ulaza lutajuće struje Kao
posljedica kretanja iona javlja se električko mjehuranje premaza Pri anodnoj polarizaciji na
mjestu odvajanja nastaje korozijsko oštećenje Kod katodne polarizacije nema promjena na
metalnoj površini osim neznatnih tragova korozije
133 Tehnike nanošenja organskih premaza
Odabir tehnike nanošenja premaza ponajviše ovisi o veličini i obliku površine te vrsti
premaza Tehnika nanošenja premaza zasigurno ovisi o više čimbenika od kojih su
najznačajniji
upute i preporuke proizvođača
kvaliteta premaza
ekonomičnost
Proizvođač premaza uobičajeno daje upute i preporuke o najpogodnijoj tehnici
nanošenja određenog premaza Kod nekih premaza njihove osobine ograničavaju tehnike koje
se mogu primijeniti Kvaliteta premaza će u nekim slučajevima biti presudna za odabir
tehnike nanošenja
Pri odabiru tehnike zasigurno treba voditi računa o ekonomičnosti koja je prvenstveno
ovisi o utrošku vremena gubicima boje prilikom nanošenja premaza te zahtijevanoj debljini
premaza
Zaštitni premazi na trupu broda najčešće se nanose kistovima valjcima i
raspršivačima Nanošenje zaštitnih premaza kistovima i valjcima ima sljedeće prednosti
jednostavnost primjene
u jednom nanošenju dobivaju se deblji zaštitni slojevi
mogućnost odvajanja prijelaza dva premaza
nanošenje premaza obavlja posada broda
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
moguća je primjena u slučajevima kada je tehnika štrcanjem zabranjena
dobro prianjanje premaza na površinu
Zaštitni premazi se vrlo jednostavno nanose kistovima i valjcima Po unaprijed
pripremljenoj površini navlači se premaz čija je debljina nejednolika i deblja nego kod ostalih
metoda Pored ostalog ona ovisi i o obliku površine i dostupnosti mjesta nanošenja premaza
Tehnika je pogodna za manje površine a pogodna je i za bojanje manjih površina s više
prijelaza boje te bojanje geometrijskih oblika kod kojih je nemoguće primijeniti druge
metode Tehnika je uobičajeno primjenjiva na brodu tijekom eksploatacije od strane posade
broda Obavezno se primjenjuje u prostorima strojarnice i unutrašnjosti nadgrađa odnosno u
svim prostorima s nedostatnim prozračivanjem Premazi koji se nanose kistovima i valjcima
bolje ulaze u pore metala uspoređujući ih s premazima nanošenim tehnikom štrcanja Glavni
nedostaci ove metode su
sporost nanošenja premaza i
sporost u sušenju
Tehnika nanošenja je vrlo spora i stoga nije pogodna za veće površine Zbog debljeg
sloja premaza relativno se sporije suši
Nanošenje premaza štrcanjem je tehnika koja se najčešće primjenjuje za nanošenje
premaza na velikim površinama Neke od prednosti tehnike štrcanjem su sljedeće
brzina nanošenja premaza i
moguća je kontrola debljine premaza
Brzina nanošenja premaza je znatno veća uspoređujući je s tehnikom nanošenja
kistovima i valjcima Zasigurno da ona ovisi i o samoj vještini rukovatelja štrcaljke Debljinu
premaza je moguće kontrolirati iako i ona ovisi o vještini radnika te obliku podloge Glavni
nedostaci navedene tehnike su
zahtjeva se određena vještina rukovatelja i
zahtjeva se okolina bez strujanja zraka
Rukovatelj štrcaljkom mora imati određenu vještinu kako bi jednoliko prelazio
površinu i cijelo vrijeme nanošenja držao najpogodniju udaljenost između štrcaljke i površine
Propusti dovode do većeg utroška premaza njegova nejednolikog nanošenja i stvaranje kapi
premaza na površini nanošenja Približna udaljenost štrcaljke od površine treba iznositi
između 15 i 20 cm a pritisak nanošenja premaza između 28 i 56 kPa Uslijed strujanja zraka
premaz se nekontrolirano raznosi po površini i njenoj okolini
Nanašanje premaza može se izvoditi korištenjem zraka ili bez njega Premaz pri
nanošenju može biti više ili niže temperature Uobičajeno se za nanošenje debljih
antikorozivnih premaza primjenjuje štrcanje bez zraka Pritisak nanošenja premaza je
približno 01 MPa što omogućava bolje prianjanje
Uz opisane metode moguće je i korištenje tehnike elektrostatičkog štrcanja Površina
metala se elektro nabija suprotnim nabojem od onoga koji ima premaz koji se nanosi
Uvjeti nanošenja premaza
Preduvjeti za dobar i trajan premaz su pored primjereno pripremljene površine i
odgovarajući uvjeti pod kojima se premazi nanose Na osobine premaza značajno utječu
atmosferska vlaga i temperatura pri nanošenju i neposredno nakon završetka primjene
metode
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Nanašanje premaza za vrijeme visoke vlage zraka može kod standardnih premaza
prouzročiti oštećenja Vlaga se kondenzira na površini metala ulazi u njegove pore
uzrokujući koroziju i smanjuje prianjanje premaza na metal Premaz nanešen na takav metal
mijenja svoj sastav te se javljaju mjehuri i pucanje premaza
Sadržaj vlage u zraku se uobičajeno izražava relativnom vlagom6 Kada je relativna
vlažnost velika mali pad temperature zraka može uzrokovati kondenzaciju Takva stanja su
posebno izražena tijekom promjene vremena Kako bi se najuspješnije primijenila zaštita
premazima potrebno je odabrati najpogodnije meteorološke uvjete
Obzirom na vlažnost zraka ograničenja nanošenja premaza su sljedeća
nanašanje premaza se ne obavlja ako je relativna vlaga preko 85 osim kod
premaza koji su predviđeni za nanošenje u takvim uvjetima
temperatura površine mora biti najmanje 2 do 3ordm C viša od temperature rosišta
nanošenje premaza se ne može provoditi na otvorenom prostoru za vrijeme kiše
snijega magle povećane koncentracije onečišćenja u zraku
Nanošenje epoksi premaza na temperaturama nižim od 10 ordmC nije preporučljivo te
poliuretanskih smola na temperaturama ispod 5 ordmC Na niskim temperaturama javlja se
smanjeni viskozitet premaza te ih je vrlo teško nanositi Situacija se može poboljšati
korištenjem razrjeđivača preporučenih od proizvođača premaza Kada se temperatura spusti
ispod 1ordm C svako nanašanje premaza trebalo bi odgoditi zbog prisustva leda u porama metala
Takvi uvjeti onemogućuju prianjanje premaza na metalu i smanjuju antikorozivna zaštitu
premaza Na temperaturama višim od 30ordm C postoji mogućnost da se na hrapavoj podlozi
stvore porozni nejednoliki premazi
Vrlo je značajno da naneseni premaz bude zahtijevane debljine Postignuta debljina
zavisi o načinu nanošenja Pod kontroliranim uvjetima nanošenja postignuta debljina je na
približno 90 površine zadovoljavajuća Na približno 10 površine gdje nije postignuta
zadovoljavajuća debljina premaz se nanosi najmanje do zahtijevane debljine
Debljina premaza
Svaki premaz sastoji se od tekuće i suhe tvari Nakon što je premaz nanešen tekući dio
premaza je podložan ishlapljivanju Stoga se ukupna debljina premaza smanjuje Udio krutih
tvari u volumenu premaza naznačen je kao zalihost krutih tvari (engl solid volume ratio)
Podatak je uvijek naveden na omotu ambalaže premaza Iznosi uobičajeno između 40 i 60
kod novijih premaza čak do 80 Odnos između premaza nakon sušenja (engl dry film
thickness) i tek nanešenog mokrog premaza (wet film thickness) dan je izrazom7
100
ZKTdmsdss (41)
dss - debljina suhog sloja (microm)
6 Relativna vlaga je omjer izražen uobičajeno u postocima između količine vodene pare u određenom
volumenu zraka pri određenoj temperaturi i maksimalnoj količini vodene pare za isti volumen i
temperaturu Kada je relativna vlaga 100 zrak je zasićen vodenom parom a temperatura pri kojoj se
to događa naziva se temperatura rosišta
7 Prema [4] str 338
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
dms - debljina mokrog sloja (microm)
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
Odnos između srednje debljine premaza i potrošnje boje za vrijeme nanošenja na
površinu trupa broda8 može se odrediti izrazom
PM
UPBZKTGBdss
))((10
100
100
(42)
dss ndash debljina suhog sloja (microm)
GB - gubitak boje izražen u () tijekom nanošenja premaza9
ZKT - zalihost tvrdog sloja ()
UPB ndash ukupan potrošak boje
PM - površina metala na koji se premaz nanosi
134 Podjela organskih premaza
Organske zaštitni premazi uobičajeno se dijele prema plastifikatorima koji određuju
osnovna mehanička i veziva svojstva vodootpornost kemijski sastav i porijeklo
Epoksi premazi imaju vrlo široku primjenu u zaštiti brodskog trupa Čine osnovu za
različite protukorozijske prevlake i premaze Primjenjivati se mogu pri sobnim ili povišenim
temperaturama Koristiti se mogu sa otapalima ili bez njih Mogu biti jednokomponentni i
dvokomponentni Dobivaju se kombinacijom triju vrsti organskih smola10
melaminskim karbamidnim i fenolnim smolama
kombinacijom estera masnih kiselina
kombinacija epoksi premaza i raznih utvrđivača
Jednokomponentni premazi mogu se dobiti iz epoksi ndash ester smola11 Epoksi smole
imaju veliku tvrdoću postojanost na abraziju te dobro prianjaju uz površinu
Dvokomponentni premazi koriste određene vrste učvršćivača kako bi se poboljšala
svojstva premaza Najčešće se koriste učvršćivači na bazi poliamina amina poliamida
Epoksi premaz s poliaminom kao učvršćivačem je visoko otporan na utjecaj
kemikalija i otapala Premazi su skloni kredanju krti su i neotporni na eroziju pri
atmosferskom izlaganju
8 Prema [4] str 338
9 Uobičajeno za premaze koji se nanose štrcaljkom taj gubitak iznosi između 30 i 50 Kod
eletrostatskog nanošenja premaza gubitak je nešto manji 10
Prema [33] str 183 11
Epoksi ndash ester smola se dobiva reakcijom epoksi smole s masnim kiselinama ili biljnim uljima
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Amin kao učvršćivač se koristi kod epoksi premaza koji se koriste za površine
izložene utjecaju kemikalija Takvi premazi primjenjuju se kod tankova namijenjenih
prijevozu kemikalija
Epoksi premazi s poliamidima koriste se tamo gdje premazi s poliaminima ne pružaju
dovoljnu fleksibilnost i otpornost na vodu Prednost im je što su relativno netoksični
Cink epoksi temeljni premaz se upotrebljava zbog svojih dobrih antikorozijskih
osobina Na brodu je posebno pogodan za zatvorene prostore jer sadrži malu količinu
upaljivih otapala čime se izbjegava ispuštanje opasnih para
Katran epoksi premazi imaju vrlo veliku primjenu u zaštiti brodskog trupa Posebno u
prostorima gdje je potreban korozijski visokootporni premaz Pokazali su se vrlo uspješni u
zaštiti brodskih balastnih tankova i tankova za prijevoz sirove nafte Premaz ima dobru
otpornost na vodu Međutim otpornost na otapala i kiselina je manja nego kod uobičajenog
epoksi premaza Katran epoksi premaz se koristi pri nižim temperaturama okoline U
ovisnosti o debljini premaza koristi se količina otapala
Najveću otpornost na kemikalije imaju pečeni epoksi premazi s fenolnim i amino-
smolama kao učvršćivačima12 Učvršćivanje traje do jedan sat na temperaturi od približno
200 ordmC Najbolja kemijska otpornost postiže se fenolnim smolama koje služe kao premazi na
tankovima za prijevoz kemikalijama
Poliuretanske smole se kao zaštitni premazi se raznovrsno primjenjuju Antikorozijska
zaštitna svojstva su slična onima kod epoksi smola a mogu biti
jednokomponentne koje se suše na zraku
jednokomponentne koje se suše na zraku s vlagom iz zraka kao učvršćivačem
jednokomponentne koje se peku
dvokoponentne s hidroksidom kao učvršćivačem pri sobnoj temperaturi
dvokomponentne s katalizatorom kao učvršćivačem
U ovisnosti o kombinaciji plastifikatora i utvrđivača postiže se određena elastičnost
kemijska otpornost te ostala zahtijevana obilježja Poliuretanski premazi dobro prianjaju na
metal i otporni su na abraziju i habanje Nedostaci poliuretanskih smola očituju se kod
popravaka oštećenog premaza Stari premaz je čvrst i otporan na otapala a na njega slabo
prianja novi premaz pa je stoga preporučljivo u slučajevima popravka premaza koristiti
kombinacije sa ariliranim smolama
Klorinirana guma je jednokomponentna smola koja ima veliku primjenu u
antikorozivnoj zaštiti u uvjetima gdje je potrebna visoka otpornost prema vodi i kiselinama
Klorinirana guma je za razliku od prirodne krta i koristi se u kombinaciji sa raznim
plastifikatorima Priprema podloge za nanašanje premaza mora biti zadovoljavajuća Pokazuje
dobru otpornost na atmosferske uvijete Potrebno vrijeme sušenja premaza debljine 30 ndash 40
microm iznosi približno 6 sati dok se premaz debljine 60 ndash 80 microm suši 12 sati Međusobno
prianjanje više slojeva je dobro s tim da se prije nanošenja osigura zadovoljavajuća čistoća
Polivinilski premazi se u većinom temeljeni na vinil kloridu (PVC) i vinil acetatu
(PVA) Mogu biti visokog i malog molekularnog sastava Premazi visoko molekularnog
sastava imaju dobra mehanička svojstva i otpornost prema kemikalijama Kako bi se postigla
željena debljina premaza potrebna je upotreba otapala Premazi malog molekularnog sastava
12
Prema [30] str 184
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
imaju slaba mehanička svojstva i slabu otpornost prema kemikalijama Za razliku od
klorinirane gume njihovo nanošenje je jednostavnije Otapala koja se koriste vrlo brzo
isparavaju što dovodi do brzog sušenja premaza Isparavanja u okolini s preko 80 vlažnosti
zraka mogu dovesti do kondenzacije na površini premaza što uzrokuje njegovo oštećenje
Uobičajeno se koristi kao premaz u tankovima i dijelu trupa ispod vodene linije
Bitumenski premazi su prirodno sušivi premazi baze asfalta bitumena ili ugljena
Mogu se primijeniti za zaštitu od atmosferske korozije kao i površina ispod vodene linije
Premazi se razrjeđuju otapalima tako da im se smanji gustoća Obilježja bitumenskih premaza
su sljedeće
ograničena otpornost prema solarnoj radijaciji
period sušenja ovisan o bazi premaza i otapalu uobičajeno se kreće između 2 i 6
sati
kod premaza nanošenih u zatvorenim prostorima potrebna dobra ventilacija
međusobno prianjanje premaza je dobro uz uvjet prethodnog odstranjenja
ostataka soli i ulja
Bitumensko aluminijski premazi imaju asfalt kao bazu a s aluminijem se postiže
željena boja Upotrebljava se često kao premaz trupa kod brodova obalne plovidbe
Alkidni premazi su prirodno sušivi Uobičajeno sadrže masne kiseline o čijem
sadržaju i količini ovisi elastičnost trajnost vrijeme sušenja te ostala obilježja Baze boje se
mogu kombinirati pa se dobivaju premazi poboljšanih svojstava Kao npr vinil alkidni
premazi koji se brzo suše i imaju bolju otpornost prema vodi Klorinirano gumeni alkidni
premaz je trajan na visokim temperaturama i lošijim vremenskim uvjetima
Silikonsko alkidni premazi pružaju otpornost i trajnost prema svim vremenskim
uvjetima Uretansko alkidni premazi se brzo suše ne kližu se uobičajeno se upotrebljavaju za
premazivanje paluba
Danas se uobičajeno koriste temeljni premazi čija se alkidna baza miješa s pigmentima
cinkove prašine cinkovog fosfata i ostalih neotrovnih tvari koje se mogu kombinirati s
crvenim željeznim oksidom Masu suhog premaza kod upotrebe cinka kao baze približno 90
sačinjava cink Takvi premazi pružaju vrlo dobru antikorozivnu zaštitu posebno u
kombinaciji s katodnom zaštitom Prije primjene premaza potrebno je odgovarajuće očistiti
površinu i postići određenu hrapavost zbog boljeg prianjanja premaza
Temeljni epoksi i premazi silikonskih baza uobičajeno se koriste kod novogradnji gdje
sadržaj cinkove prašine pruža bolju zaštitu Glavni nedostatak temeljnih boja s cinkovom
prašinom je taj što uslijed izloženosti atmosferskim utjecajima i kemikalijama dolazi do
izlučivanja cinkovih soli onemogućujući dobro prianjanje sljedećeg sloja premaza Stoga je
prije nanošenja sljedećeg sloja premaza potrebno površinu odgovarajuće očistiti četkama
Vodorazređivi premazi
Međunarodni i nacionalni propisi sve više usmjeravaju proizvođače premaza na
istrživanja i ponudu premaza koji s manjom agresivnošću djeluju na ljudsko zravlje i okoliš
Premazi koji su danas u fazi tehnološkog usavršavanja a smatraju se ekološki prihvatljvim su
premazi sa visokim udjelom suhe tvari
praškasti premazi
premazi koji otvrdnjavaju zračenjem
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
vodotopivi i vodorazrjedivi premazi
Vodorazređivi premazi su se na tržištu počeli pojavljivati sredinom prošlog stoljeća
Tijekom posljednjih desetak godina dolazi do značajnog tehnološkog usavršavanja premaza
Sastav premaza je pripremljen s obzirom na predviđenu namjenu premaza Općenito se
vodeni premazi mogu podijeliti u tri osovne grupe
vodene otopine
vodene disperzije
vodene emulzije
Kod vodotopivih boja se molekule vodotopivog veziva kompletno rastapaju u vodi
Organska otapala su uglavnom alkoholi glikol-eteri i druga otapala koja sadrže kisik a koja
su topiva ili se miješaju s vodom Vodotopive boje imaju relativno nizak sadržaj suhe tvari
Vodene disperzije ili koloidni premazi su vodorazrjedivi sustavi od disperzija
polimernih čestica u vodi Čestice su polimeri visoke molekularne mase (stiren butadien
akrilat) Disperzije sadrže malu količinu otapala koja služe kao stvaraoci filma a koja
djelomično hlape sušenjem
Emulzije ili lateks boje su slične vodenim disperzijama Potreban je emulgator da drži
nakupine u suspenziji U svom sastavu emulzije sadrže razna veziva (butadien-stiren
kopolimer polivinil acetata akril alkide i polistiren)
Starenje korozijskih premaza
Starenjem prevlake ne moraju izgubiti zaštitna svojstva ali se ipak vrlo često
pojavljuje korozija metala ispod prevlake To je stoga što su organske prevlake uvijek u većoj
ili manjoj mjeri propusne za vodu Niskomolekularni spojevi koji lako oksidiraju kao
kalofonij bitumen produkti oksidacije nafte i drugi brzo se raspadaju Produkti destrukcije
lako isparavaju lako se ispiru medu molekularne veze prevlake slabe što izaziva pucanje
prevlaka a ako je došlo do umrežavanja u prevlaci smanjuje se njena elastičnost i plastičnost
pa i pri malim deformacijama puca Peroksidi su veoma štetni za prevlake organskog
porijekla Brzina starenja prevlake obrnuto je proporcionalna stupnju zasićenja masnih
kiselina Strukturne promjene koje nastaju pri starenju prevlaka iz polimera s velikom
molekularnom težinom su u vezi s relaksacijom lanca Povišenjem temperature bubrenjem
povišenjem vlažnosti ubrzava se relaksacija Ako se stvaranjem prevlaka ne završe
relaksacijski procesi prevlaka naknadno puca kao što je to slučaj kod nitrolakova
Prevlaka se zamuti kad se stvore sekundarni strukturni spojevi odnosno kad kruta
otopina prijeđe u koloidni višefazni sistem Postojanost prevlake prema kemijskim reakcijama
starenja u atmosferi ovisi o kemijskom sustavu spojeva pa se mogu podijeliti ovako
najpostojaniji su spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sadrže minimalan
broj funkcionalnih grupa
zasićeni lančani polimeri (polivinilklorid) i polimeri koji zadržavaju najveći broj
svojih funkcionalnih grupa
spojevi koji podliježu umrežavanju a pritom sačuvaju vći broj funkcionalnih
grupa kao prevlake suvišnih biljnih ulja
lančani polimeri kuji sadrže veći broj funkcionalnih grupa kao na primjer
kaučuk
Spojevi sa malom molekularnum težinom kao bitumen oksikarbonske kiseline kalofonij
najmanje su postojani Utjecaj starenja prevlake na postojanost prema atmosferilijama
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Najvažniji faktor je vrijeme trajanja u kojemu neka prevlaka zadovoljava zaštitne
zahtjeve od korozije pri uvjetima eksploatacije većinom u atmosferskim uvjetima
Veliku ulogu igra predobrada površine prije nanošenja prevlake kemijska postojanost
i eventualno inhibitorsko djelovanje pigmenata moć prianjanja prevlake i postojanost
prevlake prema vanjskoj sredini
Najveća agresivna komponenta su kisik i voda Pod njihovim djelovanjem sunca
svjetlost i toplina pospješuju razorno djelovanje nekoliko puta Prevlake od polimera sa
velikom molekularnom težinom dobro se održavaju samo ne štite metal od korozije zbog
slabe moći prianjanja pa se javlja korozija ispod prevlake od dobre prevlake zahtijeva se
dobro ponašanje prema atmosferilijama (polimeri) i velika moć prianjanja (bitumen i preparati
kalofonija)
135 Zaštita podvodnog dijela trupa prremazma
Podvodni dio broda u morskom okolišu izložen je mogućnosti obrastanja morskim
organizmima Obrastanje uzrokuje postepeno povećavanje hrapavosti vanjskog podvodnog
dijela oplate broda što rezultira povećanju otpora pri plovidbi Povećanje otpora na trupu
može zahtijevati približno 10 do 15 povećanja sile poriva da bi se održala ista brzina što
jasno prouzrokuje pored ostalog veću potrošnju goriva a samim time i troškova broda13
Obrastanje je intenzivnije ako je brod vezan u luci ili boravi na sidrištu u blizini obale
Područja brodskog trupa uobičajeno nisu jednoliko obrasla zbog samog strujanja vode i
načina na koji se organizmi vežu jedni na druge Prihvaćanje organizama na oplati broda
varira između nekoliko sati do nekoliko dana Neki morski organizmi mogu se međusobno
vezivati na brzinama broda koje prelaze 4 čvora
Prvi pisani dokazi o tretiranju dna broda datiraju iz 5 st pr Krista Istraživanja
pokazuju da su već drevni Feničani i Kartažani koristili katran te arsena i sumpora
pomiješanih s uljem dok su Grci su koristili katran ili vosak te olovne oplate Za zaštitu
podvodnog dijela broda Englezi su u 15 st koristili olovo koje ima lošija antivegetativna
svojstva međutim pokazalo se dobro u zaštiti od crvotočina Bakarene oplate se koriste za
zaštitu od obraštanja od 17 do 19 st kad se pojavom čelčnih brodova takva zaštita u potpunosti
napušta Prvi željezni brod bila je teglenica Trial porinuta u Coalbrookdaleu u Engleskoj
dok je prvi željezni brod Aaron Manby izgrađen 1822 u Tiptonu nedaleko Coalbrookdalea
Plovio je između Parisa i Rouena Pojavom čeličnog trupa pojavljuju se problem otapanja
čelika u dodiru s bakrenim pločama te obraštanja Engleski znanstvenik Davy je na zahtjev
Britanskog Admiraliteta proučavajući tu pojavu 1824 objavio da se između dva metala u
slanoj otopini uz prisutnost kisika formira galvanski članak i tako izaziva postupna korozija
jednog od metala Na osnovu ispitivanja predložio je da se male količine cinka ili kovanog
željeza stave u kontakt s bakrom da se spriječi korozija željeza najsigurnija zaštita od
korozije i obraštaja čeličnih brodova sastojala se od dobro izolirane drvene (teakove) obloge
kao bariere između čeličnog substrata i bakrenih ploča Učinak teakove obloge bio je dvojak
spriječeno je nastajanje galvanskog članka između željeza i bakra
smanjeno obraštanje jer se bakar u dodiru s morem postupno otapao djelujući
tako kao toksin na organizme obraštaja
Međutim tek polovicom 19 st ozbiljno se sagledava problem galvanske korozije
čeličnog trupa i potreba da trup štiti premazima koji neće proizvoditi negativni utjecaj te se
pristupilo primjeni premaza koji u svojoj osnovi djeluju na način da ispuštaju otrovne tvari
Najčešće korištene otrovne tvari su bile bakar arsen i živa zajedno s njihovim spojevima kao
13
Prema [21] str 110
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
otapala služili su terpentin nafta i benzen Takva sredstva protiv obraštanja su bila relativno
skupa te često kratkog vijeka trajanja U prvoj polovici 20 st se kao sredstvo protiv obraštanja
upotrebljavala je Talijanska Moravia (premaz na osnovi vrele plastike smjesa prirodne smole
i bakrenih spojeva
Suvremeni zaštitni premazi
Prvi pisani patent jednog rješenja za zaštitu drvenog broda datira 1635 autora
engleskog zlatara W Beale-a u kojem se samo navodi da su baza za smjesu premaza
minerali dok su ostali podatci nepoznati Prvi koji je praktično prišao problemu
kemičar WJHay predložio je za zaštitu željeznog trupa dva sloja premazne mase
prvi sloj za sprečavanje korozije
drugi sloj za sprečavanje obraštanja
Do druge polovice 19 st prijavljen je već broj patenata protiv obraštanja međutim
najiviše pažnje izaziva izum kapetana John Rahtjen koji 1860 patentira u Bremershavenu
dvije kompozicije premaza Upravo se te premaze smatraju pretečom u tehnologiji
proizvodnje brodskih premaza Rahtjen iumjesto katrana kao baznog medija koristi šelak Prvi
sloj podvodne brodske oplate pokriva minijem dok drugi sloj premaza sadrži živin oksid i
arsenNjegovi kompoziti nisu samo efektno sprečavali obraštanje već su se i brzo sušili U
prvom desetljeću 20 st je približno 85 britanske flote zaštićeno je Rahtjenovim premazima
Zbog potreba dokovanja čišćenja i premazivanja podvodnog dijela trupa brodovi se do
početka 20 st dokuju vrlo kratkim vremenskm razdobljima (dva do tri mjeseca) Sve do
sredine 20 st efektivni vijek antivegetativnih premaza iznosi samo 9-12 mjeseci
Manufakturna proizvodnja premaza započinje u Trstu 1863 Prva tvornica premaza
pod nazivom International Paints and Compositions Co Ltd počela je radom u Fellingu
(Engleska) 1904 g U zemljama Beneluxa preteča današnje korporacije Sigma Coatings
utemeljena je već 1722 g Hempel u Danskoj počinje s proizvodnjom 1915 g
Polovicom 20 st svi uobičajeni komercijalni premazi protiv obrastanja u većoj ili
manjoj mjeri oslobađaju otrovne tvari sa svoje površine Većina njih je kao komponente
sadrži bakar cinkov oksid ili arseni U posljednje vrijeme posebna pažnja posvećuje se
upotrebi kositrova tributil (tributyl tin - TBT)14
u premazima protiv obrastanja Komponenta
nakon što dospije u morski okoliš štetno djeluje na njegovu floru i faunu izazivajući kod
pojedinih organizama mutacije Osnovne vrste premaza protiv obrastanja su
konvencionalni matrix premazi
poboljšani matrix premazi
samopolirajući premazi
Konvencionalni matrix premazi pojavili su se tijekom 30-tih godina Aktivno su
djelovali između 12 i 15 mjeseci Uzrok kratkom periodu aktivnosti premaza bila je
ograničena mehanička čvrstoća Za vrijeme trajanja premaza postoji konstantno oslobađanje
14
International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling System on Ships usvojena u listopadu
2001
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
bioaktivnih tvari koje su se rastvarale u moru Preporučivalo se nanošenje premaza za vrijeme
dokovanja broda a nakon što se premaz osušio bilo je neophodno spustiti brod u vodu zbog
mogućnosti pucanja premaza Poboljšani matrix premazi pojavljuju se tijekom 40-tih godina
zahvaljujući upotrebi novih polimera kao što su klorinirana guma Poboljšana mehanička
svojstva premaza omogućavala su upotrebu debljih premaza Također poboljšani učinak
bioaktivnih tvari produžila su aktivni vijek premaza na 18 do 30 mjeseci Bioaktivne tvari
nisu se rastvarale u vodi već su se oslobađale s premaza i dospijevale u okoliš Premaz je
ostajao šupljikav bez bioaktivnog djelovanja što je ujedno povećavalo trenje brodskog trupa
Samopolirajući premazi prvi put su se pojavili 1970 godine i predstavljali su velik
napredak u zaštiti brodskog trupa Za razliku od ostalih premaza ove vrste predstavljaju
fizički i kemijski spoj antikorozivne i biocidne prevlake Glavna komponenta je organski
kopolimer s vrlo dobrom mehaničkom čvrstoćom koja omogućava nanošenje debljih premaza
Period vremena između dva dokovanja broda mogao se povećati do 5 godina Organska
komponenta kemijski djeluje na akrilik element u organskom kopolimeru koji se oslobađa u
kontaktu s morskom vodom Ostatak premaza se rastvara u morskoj vodi i oslobađa s
površine uslijed kretanja broda Uobičajeno se tijekom godine oslobađa sloj premaza između
73 i 100 microm Kontinuirano oslobađanje bioaktivnih tvari i oslobađanje ostatka premaza
tijekom plovidbe omogućavalo je stalnu glatkost površine
Najnoviji samopolirajući premazi protiv obrastanja prvi put su se upotrijebili tijekom
osamdesetih godina Djeluju na bazi samopoliranja prouzrokovanim trenjem vode tijekom
plovidbe broda Premazi ne sadrže organske komponente štetnog utjecaja za morski okoliš
Pokazali su se pogodnim za zaštitu od obrastanja u normalnim i intenzivnijim područjima
obrastanja Aktivno djelovanje takvih premaza je približno 36 mjeseci Premazi su skuplji od
klasičnih premaza s TBT15
i zahtijevaju dodatna podvodna čišćenja trupa između dva
dokovanja broda
Primjena najnovijih samopolirajućih premaza nije u potpunosti riješila problem zaštite
od obrastanja zbog određenih nedostataka kao što su
premazi imaju vrlo visoku cijenu
prilikom nanošenja zahtijevaju dobru pripremu površine
kod primjene je potrebno osigurati pogodne atmosferske prilike
osjetljive su na mehanička oštećenja
Pridajući danas velik značaj zaštiti morskog okoliša sve se više primjenjuju novi
samopolirajući premazi s biocidima bez štetnog utjecaja na morsku floru i faunu
Spoznajući štetan učinak TBT-a na morski okoliš Međunarodna pomorska
organizacija (International Maritime Organization - IMO) Konvencijom prihvaćenom 2001
godine zabranjuje upotrebu TBT-a u premazima protiv obrastanja trupa Konvencijom se u
potpunosti zabranjuje upotreba navedenog biocida nakon 2003 godine za brodove na koji se
premaz nanosi prvi put ili se obavlja njegova obnova Brod čiji je premaz nanesen u 2003
godini ili nakon toga mora posjedovati Međunarodnu svjedodžbu o premazu protiv obrastanja
koja se izdaje nakon pregleda Svjedodžba se obnavlja svaki put nakon obnove premaza
Suvremeni premazi protiv obraštanja podvodnog dijela trupa
Učinkovitost premaza koji sprečavaju obraštanja podvodnog dijela trupa se ogleda u
njegovoj prevenciji prihvaćanja organizama na oplakanu površinu trupa Međutin bez obzira
15
Djeluje štetno na morski okoliš uzrokujući degenerativne promjene u nekih morskih organizama
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
na trajnost premaza brod je potrebno dokovati zbog propisanih periodičnih pregleda trupa na
suhom te njegovih pripadaka Odabir određeog premaza protiv obraštanja nije jednostavan i
stoga brodar sagledavajući tehničko tehnološke te komercijalne zahtjeve koji se postavljaju
pred određeni brod izvodi odabir polazeći od sljedećih osnovnih čimbenika
namjena broda
odnos vremena plovidbe i stajanja (boravka u luci i sidrištima)
područje plovidbe
brzina broda
razdoblje između dva dodokovanja
kompatibilnost s antikorozivnim premazom
stupanj glatkoće premaza
Antivegetativni premaz (engl antifouling) [54] dijeli se prema osnovnom mehanizmu
učinka otrovnosti
premaz koji u dodiru s morem oslobađa otrov
premaz u kojem vezivo uslijed topljivosti utječe na otrovnost
premaz u kojem je i samo vezivo toksično
premaz kombiniranog djelovanja
Anti vegetativne premaze dijelimo prema kronologiji pojave na tržištu na
konvencionalne
samopolirajuće s organokositrenim spojevima (TBT-SPC)
nove konvencionalne (CLP CDP)
samopolirajuće bez organokositrenih spojeva (SPC-TBT-free)
hibridne SPC bez kositrenih spojeva CDP konvencionalni
najnovije bez biocida neobraštajući (Biocide Free Non-Stick Coatings FRC
(Fouling Release Coatings)
Konvencionalni premazi
Kovencionalni premazi protiv obraštanja nisu bili trajni i brzo su se ljuštili Fizikalna i
kemijska svojstava premaznog filma morala su omogućit istodobno žilavost trajnost i dobru
adheziju na podlogu (premaz s prevelikim udjelima toksina slabio je fizikalna svojstva filma)
Takvi premazi sadržavaju biocide koji u najvećem broju slučajeva pripadaju skupini teških
metala Arsen koji se u početku čestouptrebljavao u takvim premazima zadržao se do 20
stoljeća u kombinaciji sa živinim spojevima u premazima gdje je glavni biocid bio bakreni
oksid
Biocid je u takvim premazima fino raspršena a njegovo izlučivanje nastaje u
izravnom dodiru s morem Bakreni oksid osnovni je biocid skoro u svim konvencionalnim
premazima Biocidni učinak određen je brzinom izlučivanja biocida a izražava se količinom
izlučenom iz jedinice površine substrata kroz određeno vrijeme
Uz otapalo white spirit prvi konvencionalni premazi (Old-Type Traditional)
sadržavali su ili veliki udio smole iz različitog drveća relativno malim udjelima bioaktivnog
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
materijala (20-25 bakrenog oksida) ili mali udio veziva s velikim udjelima bioaktivnog
materijala Nedostatak konvencionalnih premaza očiatavao se u tome što je brzina izlučivanja
biocida bila nesrazmjerna prihvaćanjem obraslina za podlogu Povećanjem brzine broda
pvećava se brzina izlučivanja biocida te se približno kod brzine od 8-10 čvorova prihvaćanje
organizama se zaustavlja Najintenzivnije prianjanje obraslina nastaje kad brod miruje jer je
tada izlučivanje biocida najmanje Korištenje prirodne smole iz kore drveća (kolofonij) u
sustavu veziva premaza dolazi do modifikacije premaza protiv obraštanja na način da je
omogućeno istodobno otapanje i toksina i veziva posljedica čega je bilo stanjivanje sloja
filma premaza tijekom vremena Plovila zaštićena konvencionalnim premazima protiv
obraštanja bazi kolofonija su morala neposredno nakon aplikacije biti porinuta u more
Kolofonij je krhke strukture pa usprkos dodavanju različitih supstanci za omekšavanje nije
omogućavalo povećavanjedebljine premaza Prvi konvencionalni premaz protiv obraštanja
imali su relativno kratku trajnost
U anaerobnim uvjetima luka su aktivne bakterije čije je svojstvo da sulfate iz mora
reduciraju do sulfida koji mogu reagirati s bakrenim oksidom premaza pretvarajući ga
netopljivi bakreni sulfid (biocidni efekt se zaustavlja te se omogućava obraštanje)
Akumulacija premaza za premazom nakon niza dokovanja te mehanička
oštećenja tijekom godina uzrokovala je odslojavanje i ljuštenje starih premaza
Gradnja specijaliziranih brodova velikih nosivosti sredinom prošlog stoljeća zahtjevali su i
nove pristupe u nanošenju i djelovanju premaza protiv obraštanja Unutar skupine
konvencionalnih premaza protiv obrštanja pojavljuje se grupa premaza komercijalnog naziva
dugotrajni premazi protiv obraštanja Takvi premazi se pojavljuju pod raznim nazivima
međutim zajedničko im je što su u premazni sustav konvencionalnih premaza protiv
obraštanja dodana netopljiva veziva vinili epoksidi ili klor kaučuk radi pojačavanja filma
Osnova djelovanja topiva smola iz premaza izlučuje se zajedno s toksinom a netopiva smola
(vezivo) zaostaje na površini Osim bakrenog oksida i organokositrenih spojeva
upotrebljavani su i drugi biocidi kao živa i arsen ali su brzo napušteni zbog visoke
otrovnosti U dubljim slojevima premaza biocid je ostajao nepotrošen jer se nije mogao
izlučivati na površinu Aktivacija biocida u dubljim slojevima se jedino mogla postići
brušenjem istrošenih slojeva boje Poboljašani premazi protiv obraštanja uobičajno su trajali
do dvije godine Generiranje premaza uzrokovalo je njegovo ljuštenje i otpadanje Nanošenje
novog sloja premaza zahtijevalo je nanošenje sloja premaza za izravnavanje
U konvencionalne premaze protiv obraštanja se ubarajaju i tvz reaktivni premazi Kod
ovih premaza se također nakon istrošenja biocida pojavljuje porozni sloj koji se najčešće
uklonjao posebnim četkama nakon čega ostaje svježi sloj premaza Uobičajno se izvodilo
podvodno brušenje rotacionim četkama Nedostatak takvog čišćenja je nejednoliko skidanje
sloja premaza
Samopolirajući premazi protiv obraštanja s organokositrenim spojevima
Početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća naglim povećanjem cijene goriva
zahtjevao je promjenu u samom konceptu održavanja broda Bolja učinkovitost poslovanja
uvjetovala je smanjenje u broju zahvata na održavanju podvodnog dijela trupa broda
Otkrivanje jakog biocidnog efekta tributilkositrenog spoja (TBT) na morsku floru i faunu
dovodi do daljnje evaulacije premaza protiv obraštanja Prva primjena TBT-a u premazima
protiv obraštanja nije dala zadovoljavajuće rezultate jer se tekući biocid prebrzo izlučivao iz
nanešenog premaza Početkom 70-tih godina prošlog stoljeća se uspjelo određenim
postupkom polimerizacije dobiti kontroliranu brzinu izlučivanja TBT biocida
Organokositreni biocidi kemijski vezani na kopolimer otpuštali su se iz veziva kontaktom s
vodom procesom hidrolize iili ionskom izmjenom Ostatak premaza (lanac polimera) se
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
otopio u vodi Na taj način je omogućio na nova površina premaza aktivno djeluje u svom
okolišu Postiglo se linearno izlučivanje biocida a premaz protiv obraštanja je aktivno
djeloval dok se nije istrošio posljednji premaza Specifičnost ovih premaza je bila u
kontroliranom izlučivanju tri-butil-kositrenog spoja iz veziva kopolimernog sastava te
usporedno zaglađivanje premaza
Zahtijevalo se da trajnost takvih premaza bude usklađena s propisanim dokovanjima
broda od strane klasifikacijskih društva Pored navedenog premazi su morali udovoljavati
specifičnostima područjima plovidbe broda brzini broda kao i zadovoljavajućom glatkoćom
oplakane površine trupa u svim fazama istrošenosti premaza Primjena samopolirajućih
premaza s tributilkositrenskim spojem u vrlo kratkom vremenskom razdoblju je potisnula iz
upotrebe konvencionalne premaze protiv obraštanja Prvenstveno zbog ekonomskih
pokazatelja koji se pojavljuju kao sljedeći čimbenici
postignuta glatkoća trupa je za posljedicu imala manji otpor te pad potrošnje
goriva
razdoblje između dva dokovanja se povećava na pet godina
smanjena je cijena u pripremi površine za nanošenje premaza
Već krajem 80-tih se uviđa škodljivost organokositrenih spojeva za morsku floru i faunu
Međutim tek od 1 siječnja 2003 se zabranjuju primjenu organokositrenih spojeva te se od
brodova traži posjedovanje posebne svjedodžbe da je premaz nanešen na podvodni dio trupa
TBT ndash free
Novi konvencionalni AV premazi
Nakon što se utvrdidlo štetno djelovanje TBT premaza pristupa se osmišljavanju novih
premaza koji će pružiti odgovarajuću zaštitu podvodnom dijelu brodskog trupa u
zahtijevanom razdoblju U nove premaze se ponovo kao osnovni biociod pojavljuje bakreni
oksid Osim nedovoljnog biocidnog učinka bakar oksida problem je bilo spriječiti njegovo
nekontrolirano izlučivanje Prvi premazi unaprijeđenih konvencionalnih TBT Free premaza su
bili s različitim kemijskim dodacima koji su trebali pojačati biocidno djelovanje premaza
Takvi premazi su morali udovoljiti sljedećim zahtijevima
morali su imati nisku topljivost u vodi kako bi se spriječlo brzo opuštanje
bakrenog oksida iz premaza
nisu smjeli štetno djelovati na čovjeka i okoliš te
imati prihvatljivu cijenu
Usporedi li se izlučivanja biocida starih konvencionalnih premaza protiv obraštanja (tok
eksponencijalne krivulje) s novim konvencionalnim uočljiv je znatno blaži nagib krivulje
kod novih konvencionalnih premaza protiv obraštanja Što pkazuje da su dodani kemijski
preparati za pojačavanje biocida učinkovito djelovali i na brzinu izlučivanja bakrenog biocida
Vijek trajanja ovih premaza je iznosio približno tri godine
Drugu skupinu novih konvencionalnih TBT free premaza čine Contact Leaching
Polymers (CLP) premazi nazvani prema mehanizmu izlučivanja biocida kontaktom Ovi
premazi imaju u usporedbi s prvom skupinom novih konvencionalnih premaza protiv
obraštanja tvrđe i manje topivo vezivo Trošenjem ova skupina premaza postaju sve
netopivija uslijed nastajanja netopljivih bakrenih soli i drugih inertnih spojevaVijek trajanja
novih konvencionalnih CLP premaza iznosi i do 36 mjeseci
Samopolirajući AV premazi bez organokositrenih spojeva (SPC TBT- free)
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Ponovo uvođenje bakrenog biocida umjesto kositrenog nije polučilo zadovoljavajuće
rezultate Daljnja istraživanja su bila usmjerena na pronalaženju tehnologije kojom bi se
biocid ravnomjerno ispuštao samopoliranjem kao kod TBT premaza protiv
obraštanjaPočetkom devedesetih godina prošlog stoljeća stavljeni su na tržište novi proizvodi
na bazi kopolimernog veziva koji su sadržavali bakrene i cinkove akrilate Niža biocidna
aktivnost bakrenih i cinkovih kopolimera u odnosu na klasični TBT premaz postignuta je
korištenjem pojačala za biocide (najviše korišten spoj cinkovog piritiona koji nije trajan i ne
akumulira u morskoj flori i fauni) Djelovanjem hidratiziranih molekula natrijevog klorida iz
mora hidrolizom se iz kopolimernog veziva oslobađa ion bakra što uzrokuje reakciju ionske
izmjene te se ion bakra veže klorid ion iz natrijevog klorida dok se ion natrija veže za
hidroksilnu grupu akrilnog kopolimera Ovakva reakcija pospješuje topljivost veziva premaza
te se postupno ispire i tako premaz samopolira Učinak samopoliranja odgovara procesu
samopoliranja za klasične TBT premaze Reakcija otapanja odvija se samo na površinskom
sloju premaza u kontaktu s morem dok ostali dio premaza svojom hidrofobnom prirodom
sprečava prodiranje mora Na taj način se omogućuje kontrola otpuštanja biocida pa je
izlučeni sloj premaza protiv obraštanja uvijek tanak (ltod 30 μm) Novi TBT Free AV premaz
na bazi bakrenog akrilata osigurava dobra svojstva koja imaju klasični TBT premazi
manji potrošak goriva
zadovoljavajuća kontrola obraštanja
kontrola otpuštanja biocida
kontrola brzine poliranja
svojstvo samozaglađivanja
Nanešeni sloj premaza od pribložno 300 μm ima trajnost do 60 mjeseci
Dvokomponentni AV premazi
Premazi ove vrste se sastoje od CDP konvencionalnog premaza i SPC TBT free
premaza Ovi premazi su nešto slabijih obilježja od AV SPC premaza (bez kositra)
Sinergijskim djelovanjem tehnologija hidrolizirajućeg veziva (na bazi bakrenog akrilata) i
veziva na bazi smolnih kiselina (kolofonija CDP tehnologija) pružaju zadovoljavajuću
učinkovitost Komponenta CDP premazu omogućuje dobra površinska svojstva te veliki udio
krute tvari SPC TBT komponenta kontrolira brzinu poliranja i otpuštanja biocida te
smanjenu debljinu izlučenog sloja
AV premazi bez biocida neobraštajući premazi
Premzi bez biocida a koji također onemogućevaju prihvat živih morskih organizama
zbog savršeno glatke površine predstavlja idealan premaz bez štetnog djelovanja na morski
biosvijet Takvi premazi se u pravilu temelje na silikonskim ili teflonskim polimerima koji
stvaraju površinu stupnja idealne glatkoće koja onemogućava organizmima da se prihvate
Međutim u uvjetima stajanja plovila usprkos klizavosti površine premaza nije moguće
izbjeći djelomično obraštanje
Silikonski premazi
Krajem 20 st se počelo se razmatrati mogućnost korištenja premaza protiv obraštanja brodskog
trupa koji bi onemogućavao prianjanje organizama Takvi premazi su trebali biti u prvom redu
netoksični Nakon višegodišnjih istraživanja uspjelo se proizvesti premaz na bazi polimera
sastavljen iz molekula polidimetilsiloksana
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Premazi na bazi PDMS polimera su vrlo glatki drugačije površinske teksture od one koju imaju
TBT free SPC premazi Razmatrani premazi još uvjek nisu našli širu primjenu prvenstveno zbog
svoje cijene Međutim valja napomenuti silikonski premazi ne mogu pokazati svoja optimalna
svojstva pri manjim brzinama i nepovoljnom odnosu plovidbe i stajanja što je još uvjek evidentno
kod tankerske flote i flote brodova za rasuti teret koje čine najveći udio u ukupnoj svjetskoj floti
Premazi na bazi mikrovlakana
Nakon desetogodišnjeg istraživanja tvrtka Seal Coat uvodi u AV premaze nove
materijale na bazi mikrovlakana istog naziva SealCoat AV Premaz se aplicira tako da se
najprije na površinu premaže sloj ljepila na koji se naštrcaju milijuni mikro-vlakana
Svako mikro-vlakno se elektrostatski nabije i postavi okomito na ljepljivi premaz tvoreći
svilenkastu površinu Površina s tako postavljenim mikro-vlakanima sprečava obraštanja bio-
organizamaMikrovlakna se proizvode od ekstremno žilavih sintetskih materijala što mogu trajati
preko pet godina na objektima koje se kreću (plove) a dvostruko više na stacionarnim
Deklarirano trajanje te antikorozivno-antivegetativne sprege iznosi do 5 godina Nanošenje
premaza izvodi se tradicionalnom opremom bezzračnog raspršivanja
Za razliku od svih prethodnih sustava zaštite od obraštanja gdje je bilo bitno poznavati pojas
gaza ovdje to nema značaja
Iako je ova vrsta zaštite od obraštanja još uvijek u fazi istraživanja očekuje se da će
se buduća AV zaštita isključivo zasnivati na upravo takvim premazima
KATODNA ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA
Katodna zaštita se definira kao smanjenje ili uklanjanje korozije metalnih
konstrukcija Negativnom polarizacijom metalne konstrukcija ona postaje električki
negativnija u odnosu na medij u kome se nalazi i postaje katoda Druga elektroda u strujnom
krugu postaje električki pozitivna i predstavlja anodu Kod katodne zaštite obje elektrode
moraju biti u istovremeno u elektroničkom i elektrolitnom kontaktu Električni kontakt
ostvaruje se vodičima ili neposrednim električnim kontaktom Elektrolitni kontakt je
omogućen samim elektrolitnim medijem u kome se nalaze metalna konstrukcija i anoda
Reakcije koje se odvijaju na katodi i anodi su sljedeće
a) anodna reakcija neMM n
(43)
b) katodna reakcija dneD Re (44)
Prema Wagner ndash Traudovoj teoriji mješovitog potencijala16
obje ove reakcije se
odvijaju istovremeno Princip katodne zaštite temelji se postizanju dovoljne negativnosti
površine metala čime povećava koncentracija elektrona koja će ubrzati odvijanje katodne
reakcije a pritom usporiti anodnu reakciju Negativnom polarizacijom katode smanjuje se
brzina korozije Postizanjem zahtijevane vrijednosti polarizacije korozijski proces može se u
potpunosti zaustaviti Cijela površina metala postaje katoda Moguća su dva načina katodne
zaštite
katodna zaštita žrtvovanom anodom
katodna zaštita s vanjskim izvorom struje
Katodna zaštita žrtvovanom anodom temelji se na električnom kontaktu dva metala
koji se nalaze u istom elektrolitu Anodna i katodna reakcija se odvijaju na prostorno
16
Prema teoriji mješovitog potencijala metali bez obzira na prisutnost ili odsutnost nečistoća u njima
postaju nestabilni jer se na njihovoj površini istovremeno odvijaju dvije različite reakcije prijenosa
naboja ali u suprotnim smjerovima
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
odvojenim metalnim površinama Svaka od tih površina ima svoj potencijal EkorA i EkorK
što uzrokuje struju koja je suprotna toku elektrona U vanjskom krugu kojim su električnim
kontaktom spojena dvije površine struja Ie teče od katode prema anodi U elektrolitu struju
provode slobodni ionia ova struja je po veličini jednaka struji u vanjskom strujnom krugu
Ionska struja Ii koju vode slobodi ioni teče od anode prema katodi Elektropozitivniji metal
postaje katoda a elektronegativniji metal anoda Struja koja teče između anode i katode
ubrzava trošenje anode stoga se metal koji je izabran za anodu mora povremeno nakon
istrošenja zamjenjivati
Katodna zaštita vanjskim izvorom struje temelji se na istom principu kao i zaštita
žrtvovanom anodom s time da se ovdje koristi anoda od inertnog materijala17 Ispravljačem
se izmjenična struja pretvara u istosmjernu i služi kao izvor struje Kod katodne zaštite s
vanjskim izvorom struje dobiva se zaštitna struja Iz i potencijal se pomiče prema vrijednosti
Ez U vanjskom strujnom krugu struja teče prema anodi a elektroni prema katodi U
elektrolitu ionska struja teče od anode prema katodi
136 Učinkovitost katodne zaštite trupa
Katodna zaštita vanjske oplate podvodnog dijela brodskog trupa provodi se u cilju
zaštite od korozije Zaštita od korozije ima pored ostalih i tri jasno definirana učinka koja se
tijekom eksploatacije broda mogu ekonomski mjeriti i to
sprečavanje smanjenja debljine ugrađenih čeličnih elemenata
sprečavanje nastanka rupičaste korozije
održavanje glatkoće brodskog trupa
Djelovanjem korozije dolazi do otapanja metala u elektrolitu Takav tip korozije
karakterističan je na kemijski i fizički nehomogenim površinama Stjenke broda i ostali
konstruktivni elementi vremenom gube na svojoj debljini a samim tim i čvrstoći
Rupičasta korozija nastaje na kemijski i fizički nehomogenim površinama Metal u
ovom slučaju brodski čelik nije sastavljen od homogenih kristala Izložen je različitim
koncentracijama kisika temperaturi i hidrodinamičkim svojstvima elektrolita Formiraju se
lokalni članci i dolazi do otapanja manje plemenitog metala uslijed prisutnosti plemenitijeg
metala
Na kretanje broda pored njegova oblika podvodnog dijela utječe i hrapavost površine
oplate broda Glatka površina oplate broda dobivena visokokvalitetnim premazima može se
tijekom eksploatacije održavati odgovarajućom katodnom zaštitom Također se
odgovarajućom katodnom zaštitom produžava vijek zaštitnim premazima Odgovarajuća
katodna zaštita može produžiti trajnost visokokvalitetnih zaštitnih premaza na dvadeset
godina Oštećenja koja nastanu tijekom redovne eksploatacije korigiraju se za vrijeme
dokovanja broda
Ukupna zaštitna struja ovisi o stanju zaštitnog premaza i brzini kretanja broda Do
oštećenja zaštitnih premaza dolazi prilikom naslanjanja broda na nedovoljno zaštićene obale
tijekom manevra priveza ili odveza te tijekom boravka broda na mjestu priveza što ima za
posljedicu nastajanje golih metalnih površina Ova činjenica uzrokuje potrebu za povećanjem
vrijednosti zaštitne struje Tijekom ekonomskog iskorištavanja brodovi se za razliku od
17
Pod anodom od inertnog materijala podrazumijeva se materijal koji se ne topi (korodira) već se na
njemu odvija neka druga elektrokemijska reakcija
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
drugih objekata nalaze u različitim korozijskim uvjetima Na svojim plovidbenim pravcima
mogu ploviti morima koja imaju različiti salinitet i temperaturu Za korozivnost i
funkcionalnost sustava katodne zaštite najvažnije su količine različitih otopljenih soli te
vodljivost
Katodna zaštita je i nadopuna zaštite premazima Može se štititi cijeli brodski trup ili
samo neki njegovi dijelovi Uobičajeno se kod djelomične zaštite štiti krmeni dio broda a u
nekim slučajevima i pramac Krmeni dio podložan je povećanom utjecaju djelovanja korozije
zbog pojačanog strujanja vode Drugi vrlo značajan razlog čini prisutnost privjesaka na
brodskom trupu poput vijka i kormila Djelomična zaštita pramca provodi se u područjima
povećana strujanja Potpuna zaštita brodskog trupa preporučljiva je kod starijih brodova
odnosno uvijek kada je zaštitni premaz nedovoljan ili oštećen
Zahtijevana zaštita postiže se odgovarajućom gustoćom struje na predviđenoj površini
podvodnog dijela brodskog trupa koji se namjerava zaštititi U slučaju potpune zaštite
podvodnog dijela brodskog trupa površina se računa prema sljedećem izrazu18
bkwlWlkwlkuk CTBLS )2( (45)
gdje je ukS - ukupna površina podvodnog dijela trupa
wlkL - dužina broda na konstrukcijskoj vodenoj liniji
WlkB- širina broda konstrukcijskoj vodenoj liniji
kwlT - gaz broda na sredini broda mjeren na konstrukcijskoj vodenoj
liniji
bC - blok koeficijent
Površine privjesaka nisu na ovaj način proračunate te ih je potrebno dodati Potrebna
gustoću zaštitne struje za privjeske trupa je veća te se određuje posebnim izrazom
Gustoća struje ovisi o
kvaliteti zaštitnog premaza
strujanjima u blizini štićene površine
vrsti površine koju se štiti
Zahtijevana zaštita za područja u blizini vijaka iznosi približno 50 mAm2 dok za
čelični trup trgovačkog broda na srednjem dijelu broda iznosi približno 30mAm2 Zasigurno
da će početne struje biti gotovo dvostruko niže i kreću se između 15 i 20mAm2 zahvaljujući
dobrom premazu Starenjem broda oštećenjem zaštitnog premaza i strukturalnih elemenata
trupa povećava se i zahtijevana zaštitna struja Kod aluminijskog trupa zaštitne struje su
približno 10 manje od onih koje se primjenjuju za zaštitu čeličnog trupa zbog pojave
zaštitnog oksidnog sloja Zaštitna struja može se postići upotrebom žrtvovanih anoda i
narinutom strujom
18
Prema [4] str 356
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
137 Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda
Žrtvovane anode pružaju brodskom trupu zaštitu od negativnog utjecaja korozije
Ovisno o vrsti materijala plovila ili pomorskog objekta uobičajeno se upotrebljavaju cinkove
aluminijske i magnezijeve anode Kapaciteti anodi19 koje se najčešće koriste su sljedeći
cinikova anoda 780 Ahkg
aluminijska anoda 2820 Ahkg
magnezijeva anoda 1100 Ahkg
Zaštitna gustoća struje upotrebom cinkove i aluminijske anode je približno ista
Preračunavajući potrebne mase anodi cinka i aluminija po jedinici površini proizlazi da su
njihovi volumeni također približno jednaki Anode se izrađuju u oblicima koji pružaju čim
manji otpor cirkulirajućoj vodi Sastoje se od anodne mase i nosača kojima se pričvršćuju za
podlogu Nosači su izrađeni od brodskog čelika nehrđajućeg čelika ili aluminija Uobičajeno
se pričvršćuju na unaprijed pripremljenu površinu zavarivanjem ili vijcima Površina mora
omogućavati dobru provodljivost Za čelične brodove uobičajeno se koriste cinkove anode
Anode od magnezija su našle primjenu na brodovima izrađenim od aluminija Za zaštitu
pomorskih konstrukcija najčešće se upotrebljavaju anode aluminija Ukupna struja za
cjelokupnu površinu podvodnog dijela brodskog trupa se određuje prema izrazu20
JSI ukuk (46)
gdje je ukI - ukupna struja izražena u amperima (A)
ukS - ukupna površina brodskog trupa koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
Kapacitet anoda potreban za određeno vremensko razdoblje određuje se prema izrazu
ukukuk ItC (47)
gdje je ukC- zahtijevani ukupan kapacitet anoda ( Ah )
ukt - ukupan vremenski period za koji se planira zaštita (h)
ukI- ukupna struja potrebna za zaštitu brodskog trupa (A)
Ukupna masa anoda potrebna za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa određuje se
prema izrazu
19
Prema [33] str 29 20
Prema [4] str 357
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
anukuk CCm (48)
gdje je ukm - ukupna masa anoda (kg)
ukC - zahtijevani ukupan kapacitet anoda (Ah)
anC - kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Broj anoda potreban za zaštitu podvodnog dijela brodskog trupa predstavlja kvocijent
između ukupne mase anoda s masom jedne anode
Zaštita podvodnog dijela broda upotrebom žrtvovanih anoda uobičajeno se predviđa
za period između dvije i četiri godine U tom razdoblju istrošiti će se približno 80 anode
Anode se na brodski trup raspoređuju na način koji pruža odgovarajuću zaštitu svim
dijelovima podvodnog dijela broda Pri postavljanju anoda potrebno je voditi računa o
sljedećim načelima
približno 25 od ukupne mase predviđenih anoda treba upotrijebiti za zaštitu
brodskog trupa u području porivnika
ostatak anoda se raspoređuje na područje ostalog dijela broda na sredini broda
uobičajeno se postavljaju na udaljenosti od 6 do 8 metara
ako se očekuje da će brod ploviti područjima gdje se zahtjeva veća gustoća
zaštitne struje razmak između pojedinih anoda ne bi trebao prelaziti 5 metara
postavljene anode na pramcu i u blizini porivnika bi trebale imati najpovoljniji
smjer obzirom na očekivana strujanja vode
anode postavljene na listu kormila trebale bi biti u smjeru glave vijka te koliko je
moguće iznad i ispod radijusa krila vijka
postaviti anode u područja usisnih košara
na brodovima s više vijaka ako je moguće anode postaviti na skroku odnosno
u podnožju skroka za slučaj da to nije moguće
kod brodova s posebnim porivnicima u sapnici potrebno je odgovarajuće zaštititi
sapnicu a anode se postavljaju po vanjskom obodu sapnice
na brodovima koji su izgrađeni od nemetala zaštićuju se jedino metalni dijelovi
Provjera zadovoljavajuće zaštite podvodnog dijela brodskog trupa dobiva se
mjerenjem potencijala Upotrebljava se referentna elektroda uobičajeno cinkova koja se
postavi čim bliže oplati broda Mjerenjem razlike potencijala između referentne elektrode i
određenog mjesta na brodu utvrđuje se veličina zaštitne struje Mjerna mjesta na oplati moraju
imati dobru vodljivost Na priloženoj slici prikazan je raspored anoda u blizini porivnika na
brodu s jednim porivnikom
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
D
25 - 3 D
D 04
D
11D
Površine bez anoda
Površine bez anoda
Slika 9 Smještaj žrtvovanih anoda u blizini porivnika
Na sljedećoj slici prikazan je razmještaj anodi na brodu sa dva porivnika Anode su
postavljene na način da što manje opstruiraju nadolazeću vodu
Slika 10 Smještaj žrtvovanih anoda kod brodova s dva porivnika
Prikazani raspored anoda prethodnim slikama uobičajeni su za sve vrste brodova bez
obzira na njihovu namjenu
138 Zaštita tankova i stonova
Brodovi u plovidbi bez tereta uobičajeno krcaju balastne tankove Ukrcana tekućina
postaje elektrolit što uzrokuje odvijanje korozivnih procesa
Tankovi balasta goriva otpadnih voda i stonovi zaštićuju se galvanskim anodoma i
zaštitnim premazima Sustav zaštite narinutom strujom nije u upotrebi prvenstveno iz
sigurnosnih razloga
Zaštita tankova
Primjena katodne zaštite u tankovima definirana je pravilima klasifikacijskih zavoda
Preporučljivo je gornji dio tankova do približno 15 m ispod pokrova premazati namjenskim
zaštitnim premazom Donji dio koji seže približno do jedan metar iznad dna tanka uobičajeno
se štiti zaštitnim premazima i žrtvovanim anodama Kod zaštite srednjeg dijela balastnih
tankova postoji mogućnost zaštitite premazima ili kombinacijom premaza i žrtvovanih anoda
na način da se horizontalne površine štite premazima a ostale površine anodama Kod tankova
namijenjenim prijevozu sirove nafte uobičajeno se štite horizontalne površine srednjeg dijela
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
tanka zaštitnim premazima Područjem zaštite obuhvaćeni su i razni cjevovodi koji se nalaze
u tanku te upore
Zaštitni premazi se odabiru obzirom na namjenu tankova što posebno dolazi do
izražaja kod brodova za prijevoz tereta u tekućem stanju Značajno je da prvi premazi koji se
nanose tijekom gradnje broda budu kvalitetni zbog njihovog zahtjevnog održavanja tijekom
eksploatacije
Na brodovima koji prevoze kemijske produkte u tekućem stanju moguća je jedino
upotreba zaštitnih premaza jer upotrebom žrtvovanih anoda postoji mogućnost onečišćenja
tereta
Tankovi za koji je prihvatljiva primjena žrtvovanih anoda se najčešće zaštićuju u
kombinaciji s zaštitnim premazima Uobičajeno se upotrebljavaju žrtvovane anode cinka ili
aluminija Potrebna gustoća zaštitne struje uzima se u odnosu na stanje površine koju treba
zaštititi na isti način kao za podvodni dio oplate trupa broda Broj žrtvovanih anoda se
određuje prema navedenom izrazu koji vrijedi za trup uzimajući u obzir vremenski period u
kojem je tank ispunjen tekućinom Međutim broj žrtvovanih anodi dobiven na taj način je
približan Postoji mogućnost da tekućina u tanku koja predstavlja elektrolit sadrži i određene
nečistoće što utječe na veličinu ukupne struje na osnovu koje je određen broj žrtvovanih
anodi Približna ukupna masa žrtvovanih anoda određuje se prema sljedećem izrazu21
tC
SJm
an
uk
uk 210768 (49)
gdje je muk- ukupna masa anodi (kg)
Can- kapacitet anode po jedinici mase (Ahkg)
Suk - ukupna površina brodskog tanka koja se planira zaštititi izražena
u (m2)
J - predstavlja zahtijevana gustoća struje po jedinici površine
(Am2)
t - vremenski period u kojem je tank ispunjen tekućinom
Žrtvovane anode moraju trajati do kraja predviđenog perioda zaštite Uobičajeno se
planira zaštita žrtvovanim anodama u vremenskom periodu do približno četiri godine
Sve nečistoće koje se pojavljuju na površini žrtvovanih anoda te u elektrolitu
umanjuju njihovu efikasnost Međutim valja naglasiti da su pokrovni slojevi porozni i
spužvasti te se mogu lako ukloniti Površinu žrtvovanih anodi treba očistiti prilikom ispiranja
tankova i u svim slučajevima kada za to postoji mogućnost U balastnoj morskoj vodi anode
ostaju stalno aktivne ali smanjenjem saliniteta elektrolita žrtvovane anode imaju manji učinak
zaštite
Zaštita stonova
Stonove nije moguće zaštititi uobičajenim načinom zaštite žrtvovanim anodama koje
se koriste za zaštitu trupa i tankova Nečista voda koja se skuplja u njima nije dovoljno
aktivna Kako bi se osigurala odgovarajuća zaštita anode se izrađuju od žice aluminija ili
cinka Debljina žice je uobičajeno 6 do 10 milimetara Žica se postavlja po strukturalnim
21
Prema [4] str 366
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
dijelovima u obliku velikih krugova Gustoća namotaja na pojedinim mjestima ovisiti će o
ugroženosti korozijskim učinkom Trajnost anodi u obliku žice iznosi uobičajeno do dvije
godine
12 ZAŠTITA BRODSKOG TRUPA NARINUTOM STRUJOM
Kako sustav katodne zaštite upotrebom žrtvovanih anoda daje nepotpunu zaštitu uvela
se primjena sustava katodne zaštite narinutom strujom Zasigurno da je zaštita narinutom
strujom jedan od najvažnijih oblika zaštite metala od negativnog utjecaja korozije Zaštita
metala postiže se ulaskom narinute struje izvana u metal Pritom je potreban izvor istosmjerne
struje regulacija struje te anoda koja može biti topiva ili netopiva U netopive anode ubrajaju
se olovo grafit platina ferosilicij ferosilicij i Crom crno platinirani titan itd dok se u
topive anode ubrajaju željezo cink magnezij aluminij itd Zaštita narinutom strujom može
se primijeniti za zaštitu svih metala od korozije u tlu i vodenim otopinama Danas se ovim
načinom zaštićuju brodovi podvodne konstrukcije naftovodi u tlu cjevovodi i druge
konstrukcije koje se nalaze bilo u tlu ili vodi Zaštita narinutom strujom našla je veliku
primjenu na brodovima a zaštićuje se podvodni dio trupa broda
Sustavi s narinutom strujom razvijali su se istovremeno s kvalitetnim premazima
Mnogi sustavi su takvi da se nadopunjuju s nanesenim kvalitetnim premazima Kao što je
vidljivo iz prethodnog razmatranja broj žrtvovanih anoda ovisan je o površini podvodnog
dijela trupa starosti broda i stanju zaštitnog premaza U slučaju kada se zahtijeva veliki broj
anoda njihovo postavljanje postaje ekonomski neopravdano22 U tim slučajevima primjenjuje
se zaštita brodskog trupa narinutom strujom Zaštita narinutom strujom pruža mogućnost
regulacije zaštitne struje i primjenu inertnih anoda koje imaju dugogodišnju trajnost Inertne
anode imaju veći pogonski napon pa je potreban manji broj anoda
Zaštitna struja u velikoj mjeri ovisi o vodi u kojoj se brod nalazi te o pogonskom
stanju broda Stoga se za razliku od stacioniranih objekata za zaštitu brodova koriste uređaji s
automatskom regulacijom potencijala Napojni uređaj za zaštitu brodova mora biti otporan na
vibracije i ostale utjecaje kojima je brod izložen tijekom svoje eksploatacije
Kao izvor struje služi ispravljač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu Dobiva
se zaštitna struja (Iz) iz navedenog izvora a potencijal se pomiče prema vrijednosti (Ez)
Struja teče od izvora napajanja prema inertnoj anodi a elektroni prema štićenoj površini
Anoda je od inertnog materijala i netopiva je Katodna zaštita metalne površine može se
provesti na dva načina
konstantnim potencijalom
konstantnom strujom
Katodna zaštita uz konstantni potencijal temelji se na održavanju stalnog potencijala
(Ez) metalne površine u odnosu na referentnu elektrodu Konstantni potencijal dobiva se iz
uređaja ručnom regulacijom ili automatskom kontrolom potencijala Ručnim podešavanjem
potencijala zaštitna gustoća struje jednaka je graničnoj gustoći struje (jiz1 = jg1) Uslijed
hidrodinamičkih promjena povećava se korozijska gustoća struje (jkor) te je za održanje iste
vrijednosti potencijala potrebna i veća gustoća zaštitne struje (jz2= jg2) koja se podešava
ručno ili automatski
Kontrolna jedinica kod automatske kontrole održava potencijal metalne površine
konstantnim u odnosu na referentnu elektrodu
22
Prema [4] ekonomski gledano isplativost primjene zaštitom pomoću narinute struje se postiže na
brodovima preko 100 metara
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Katodna zaštita uz konstantnu struju temelji se na održavanju konstantne struje zaštite
(Iz) Konstantna struja dobiva se iz nekog vanjskog izvora U sistemu se održava gustoća
zaštitne struje koja je jednaka ukupnoj i graničnoj (jz2=jg2=ju) Povećanjem brzine gibanja
korozivnog medija povećava se brzina korozije jkor te je stoga potrebno povećati i gustoću
zaštitne struje
139 Smještaj anoda
Anode se pričvršćuju na trup broda a oblikovane su na način da pružaju čim manji
otpor prilikom plovidbe broda Između brodske oplate i anode postoji sloj izolacije Električna
struja se na anodu dovodi iz unutrašnjosti broda Uobičajeno se koriste dvije vrste inertnih
anoda za zaštitu brodova
anode koje se pričvršćuju na stjenku broda i
anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda
Anode koje se pričvršćuju na stjenku broda pretežno se izrađuju od Pb-Ag legure U
nosač duguljastog trapeznog oblika izrađenog od sintetičkog materijala postavljene su aktivne
anodne plohe Struja se do anode dovodi unutar nosača anode preko vodiča na kraju anode
Dvije uske trake koje predstavljaju anodu pružaju vrlo mali otpor i dovoljno su fleksibilne da
slijede zakrivljenost brodskog trupa Nedostatak im je što predstavljaju opstrukciju na oplati
čime se povećava otpor a podložne su i mehaničkim oštećenjima
Anode koje su smještene u posebno oblikovana ležišta na oplati broda leže upuštene u
trupu broda tako da im je aktivna površina u razini s oplatom Anoda je položena u posebno
izrađeno kućište a napajanje je izvedeno na sličan način kao kod anoda pričvršćenih na oplatu
broda Ove anode koriste se najčešće na brodovima koji su izloženi vanjskim mehaničkim
opterećenjima npr ledolomci
Područje neposredno uz svaku plošno postavljenu anodu treba se dobro zaštititi od
djelovanja produkata reakcije na anodi23 Zaštita se postiže postavljanjem debelog zaštitnog
premaza oko anode
Postavljanje anoda kod sustava narinutom strujom mora biti izvedeno vrlo precizno a
oštećenja izolacije dielektričnog štita moraju se odmah otkloniti Aktivna površina anoda i
referentnih elektroda mora biti čista i bez boje Kod bojanja podvodnog dijela broda anode se
zaštićuju se na odgovarajući način uobičajeno upotrebom masti
Odabir anode ovisi o cijeni trajnosti anode i potrebnoj ukupnoj zaštitnoj struji
Gustoća zaštitne struje mora biti takva da trup broda bude odgovarajuće zaštićen Inertne
anode raspoređene su po trupu broda po istom principu kao i žrtvovane anode Razlika je u
tome što inertnih anoda ima puno manje a kod nekih vrsta brodova postoje problemi vezani
uz dovod struje
Slika 11 Prikaz uobičajenog smještaja inertne i referentne elektrode na brodovima do 50 m
23
Oko anode se javljaju klor i klorni produkti te može nastati povećana katodna polarizacija
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m
Uobičajeno se inertne anode postavljaju u području strojarnice zbog najpogodnijeg
pristupa anodama što ima i ekonomsku opravdanost Najučinkovitije bi ih bilo ravnomjerno
rasporediti uzduž čitavog brodskog trupa Kod ledolomaca i brodova koji prolaze područjem
leda bez obzira na poteškoće u izvedbi i većih ekonomskih izdataka inertne anode moraju biti
raspoređene na taj način Time se postiže da pramčani dijelovi gdje najčešće dolazi do
oštećenja premaza budu i dalje odgovarajuće zaštićeni
Inertna anoda Referetna anoda
Slika 12 Prikaz optimalnog razmještaja inertne i referentne elektrode na brodovima većim od 50
Inertne anode se ne postavljaju na kormilo i vijak već se uključuju kablovskim spojem
odnosno kliznim prstenom u zaštitni sustav broda Anode u sustavu zaštite narinutom strujom
se ne postavljaju na točno određenim udaljenostima već ona ovisi o mogućnosti podešavanja
zahtijevane narinute struje Na brodovima preko 150 metara zadana udaljenost prve anode od
vijka ne smije biti manja od 15 metara dok na manjim brodovima ona iznosi najmanje 5
metara
Slika 13 Prikaz uobičajenog razmještaja inertne i referentne elektrode u području strojarnice na
brodovima većim od 50 m
Za kontrolu zaštitnog potencijala koriste se ugrađene referentne elektrode Kao
referentna elektroda se najčešće koristi cinkova elektroda Imaju konstantan potencijal i
neznatno se polariziraju Trajnost im je najmanje deset godina Oko referentnih elektroda nije
potrebna nikakva izolacijska zaštita Referentna elektroda se postavlja na mjesto gdje se
očekuje najveći pad napona Razmak elektrode od anode treba biti najmanje 15 do 20 m dok
je na manjim brodovima je taj razmak proporcionalno manji
U posljednje vrijeme se ugrađuje veći broj uređaja manjih dimenzija s vlastitim
elektrodama za regulaciju Time se postiže potpunija i ravnomjernija zaštita površine koja se
štiti U praksi se pokazalo da je ekonomičnije ugraditi više napojnih jedinica nego jedan
uređaj s većom izlaznom strujom Na brodovima manje veličine24 koriste se sustavi s jednim
automatskim uređajem dok se na većim brodovima uobičajeno koristi više jedinica za
napajanje Kvar na zaštitnom sustavu mora biti vizualno i zvučno dojavljen na kontrolnim
mjestima
24
Podrazumijevaju se brodovi duljine do 150 m