201212_PSpaw.pdf 44 Przegląd sPawalnictwa 12/2012 michał Szymczak Korozja i metody zabezpieczeń antykorozyjnych w konstrukcjach okrętowych corrosion and methods for corrosion protection  in marine structures Mgr inż. Michał Szymczak – Baltramp Shipping. Streszczenie Korozja jako zjawisko powoduje za sobą olbrzymie straty i generuje dużo problemów dla technologów, konstruktorów i spawalników. Zjawisko to jest trudne do zminimalizowania – wręcz niemożliwe do uniknię- cia. Opracowano dużo metod zabezpieczeń konstrukcji przez korozją, a wybór właściwej musi być oparty na od- powiedniej wiedzy nt. warunków pracy i wymagań sta- wianych konstrukcji. W artykule przedstawiono rodzaje korozji konstrukcji okrętowych, główne miejsca jej wy- stępowania, wymagania stawiane zabezpieczeniom an- tykorozyjnym, przygotowanie konstrukcji do malowania i podstawowe metody zabezpieczeń antykorozyjnych. abstract Corrosion as a phenomenon entails a huge loss for humanity and generates a lot of problems for engineers, designers and welding community. This phenomenon is difficult to reduce – even impossible to avoid. Developed a lot of methods of construction corrosion protection and the selection of the appropriate must be based on ade- quate knowledge about the structure working conditions and requirements for it. This paper presents the types of corrosion of ship structures, the main place of its oc- currence, corrosion protection requirements, preparation for the structure painting and basic methods of corrosion protection. Wstęp Korozja jest destrukcją materiału w wyniku jego reakcji z otoczeniem. Spośród wszystkich procesów niszczenia korozja powoduje największe straty finan- sowe. Szacowane straty w 2010 r. na jedną osobę wy- nosiły ok. 1000÷1500 $ [8]. W Polsce w tym okresie straty korozyjne wynosiły 8% PKB, tj. 100 mld zł [2]. Pod względem korozji konstrukcje okrętowe pracują w trudnych warunkach (rys. 1). Wynurzoną część okrę- tu oraz jego wnętrze (zbiorniki balastowe, ładownie ze wszystkimi elementami wyposażeniowymi i urządze- niami) atakuje wilgotne i zasolone powietrze morskie. Część podwodna kadłuba jest zanurzona w słonej wo- dzie, a więc w elektrolicie o wysokim przewodnictwie elektrycznym – powstają wtedy sprzyjające warunki dla przebiegu korozji elektrochemicznej. Czyszczenie i konserwacja konstrukcji ka- dłubowych mają na celu zabezpieczenie przed szkodliwym wpływem korozji, a także zapewnienie estetycznego wyglądu oraz poprawienie charaktery- styk oporowych, np. przez likwidowanie skutków po- rastania kadłuba. Stosowanie powłok oraz różnych metod, które ten proces hamują, jest wymaganiem dotyczączym prawidłowej eksploatacji statku. na ry- sunku 1 pokazano, jak agresywne jest środowisko morskie, które powoduje, że nawet najlepsze farby i zabezpieczenia nie mogą w pełni uchronić przed jego działaniem. Odpowiednie przygotowanie konstruk- cji i konserwacja powłokami malarskimi w znacznym stopniu zmniejszają i spowalniają efekty korozyjne oraz zapewniają zabezpieczenie nawet na kilka lat. Rys. 1. Typowe warunki na morzu [9] Fig. 1. Typical weather conditions at sea [9] 45Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Główne rodzaje korozji konstrukcji okrętowych Pod względem rodzaju zniszczenia korozyjnego można rozróżnić korozję ogólną – rozprzestrzenioną na całej powierzchni, w sposób równomierny lub nie- równomierny i korozję miejscową – zniszczenia koro- zyjne zlokalizowane są jedynie w pewnych miejscach powierzchni, podczas gdy pozostała część pozostaje niezmieniona (rys. 2). Wyróżnia się następujące rodzaje korozji miejsco- wej: – korozja plamkowa – zniszczenie metalu zajmuje stosunkowo duże części powierzchni i nie sięga zbyt głęboko, – korozja wżerowa – niszczenie metalu lokalizuje się na niedużych obszarach powierzchni, a głębokość lokalnego ubytku korozyjnego jest kilkakrotnie więk- sza od na pozostałej po wierzchni, – korozja punktowa – niszczenie metalu odbywa się na bardzo małej powierzchni (średnica po- wierzchni zaatakowanej wynosi od 0,2 do 1,0 mm), a zniszczenie jest bardzo głębokie, aż do przebicia elementu metalowego na wylot, – korozja międzykrystaliczna – powoduje selektywne niszczenie metalu na granicy ziarn, przy niewielkiej zmianie wyglądu zewnętrznego metalu (następuje poważne zwiększenie kruchości metalu), – pęknięcia korozyjne – występują wskutek równo- czesnego działania naprężeń rozciągających i śro- dowiska korozyjnego, – korozja selektywna – niszczeniu ulega tylko jeden ze składników stopu, – korozja podpowierzchniowa – rozpoczyna się na po- wierzchni i rozprzestrzenia głównie pod powierzch- nią, powodując tworzenie pęcherzy na powierzchni metalu lub jego rozwarstwianie [1, 4]. Korozja atmosferyczna [1, 4] Podstawowym czynnikiem decydującym o szybko- ści korozji atmosferycznej i jej mechanizmie jest wil- gotność powietrza, a tym samym stopień nawilgocenia metalu, tj. grubość warstwy wilgoci na powierzchni me- talu. Wyróżnić można trzy typy: – mokrą, na powierzchni metalu gdyby występuje kroplowa kondensacja wilgoci, tworząca warstew- kę widoczną gołym okiem (oddziaływania deszczu, bryzgów wody), – wilgotną, gdy na powierzchni metalu występuje bar- dzo cienka i niedostrzegalna warstewka wilgoci, – suchą, w której nie ma warstwy wilgoci na po- wierzchni metalu. Ze względu na zmienność warunków konstrukcje okrętowe podlegają wszystkim wymienionym typom korozji. W powietrzu morskim znajdują się rozpylone chlorki i zanieczyszczenia gazami spalinowymi – ga- zowe związki siarki, co potęguje zjawisko korozji. Korozja w wodzie morskiej [1, 4] Aktywność korozyjna wody morskiej zależy od stop- nia jej zasolenia, składu chemicznego i temperatury. Skład chemiczny wody w morzach otwartych jest pra- wie niezmienny, natomiast w morzach śródlądowych ulega znacznym wahaniom (tabl. I). Duża zawartość jonów chlorkowych powoduje wy- soką aktywność korozyjną wody morskiej w stosun- ku do żelaza i innych metali. Szybkość korozji bla- chy stalowej, zanurzonej w wodzie morskiej, wynosi ok. 0,1 mm/rok. Porastanie kadłuba statku ma znaczny wpływ na procesy korozyjne, ponieważ powodują: – bardziej zlokalizowane punkty korozyjne, – zmiany składu chemicznego wody w wyniku wydzielania tlenu przez porosty roślinne, zakwasze- nia wody przez dwutlenek węgla wydzielany przez organizmy zwierzęce oraz tworzenia siarkowodoru w wyniku rozkładu martwych organizmów, – uszkodzenia powłok ochronnych przez niektóre organizmy porastające, – uszkodzenia powłok ochronnych przez organi- zmy odznaczające się większą przyczepnością do powłok ochronnych niż do powłok do podłoża, co w wypadku obciążeń mechanicznych powodu- je odrywanie się porostów razem z powłoką. Rys. 2. Rodzaje uszkodzeń korozyjnych [4] Fig. 2. Types of corrosion damage [4] tablica I. Ogólny stopień zasolenia wód table I. The overall level of salinity Zbiornik wodny Ogólny stopień zasolenia, % Ocean Atlantycki Ocean Spokojny morze Śródziemne morze Czerwone morze Bałtyckie (Zatoka Botnicka) morze Bałtyckie (część południowa) Zwykła woda rzeczna 3,54 3,49 3,7 – 3,9 do 4,1 0,2 – 0,5 0,7 – 1,0 0,01 – 0,03 46 Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Wpływ przepływu wody morskiej [1, 6] Wzrost prędkości przepływu wody morskiej przy- czynia się do lepszego mieszania się wody, a tym sa- mym ułatwia dopływ tlenu do ogniw korozyjnych. Dzię- ki temu im większa jest prędkość wody, tym większa będzie szybkość korozji i bardziej równomierne ubyt- ki na korodującej powierzchni metalu. Przy większej prędkości wody następuje zjawisko erozji korozyjnej występujące przede wszystkim w pobliżu śrub napędo- wych (rejon tylnicy). W tym miejscu występuje często kawitacja korozyjna, która polega na niszczeniu me- chanicznym warstewek ochronnych, a przede wszyst- kim bezpośrednio struktury samego metalu – może to powodować olbrzymią szybkość niszczenia metalu (50 mm/rok i więcej). W przypadku uszkodzenia powłoki ochronnej metal ulega szybkiej korozji wżerowej. Dla- tego miejsca takie powinny być szczególnie staran- nie chronione powłokami malarskimi. na rysunku 3a przedstawiono oczyszczoną i przygotowaną do malo- wania tylnicę statku, a na rysunku 3b proces nanosze- nia powłok malarskich. Rys. 3. Przygotowanie (a) i malowanie (b) tylnicy statku [9] Fig. 3. The process of surface preparation (a) and painting (b) of stern [9] Wpływ głębokości zanurzenia w wodzie morskiej [6] największą szybkość korozji konstrukcji zanurzonej w wodzie morskiej obserwuje się tuż ponad powierzch- nią, wskutek kapilarnego podnoszenia wody. Jest to obszar najczęstszego zwilżania konstrukcji przez bry- zgi i falowanie. Szybkość korozji poniżej powierzchni wody szybko maleje, a na głębokości 2 m jest niewiele większa niż na większych głębokościach. Uszkodzenia korozyjne kadłubów okrętowych [1,6] Ubytki korozyjne pociągają za sobą wysokie koszty powstające z konieczności: – zwiększenia grubości elementów konstrukcyjnych w nowych statkach ponad wartości wymagane względami wytrzymałościowymi, co powoduje zmniejszenie nośności statku, – odnowienia/wymiany elementów konstrukcyjnych o przekroczonych dopuszczalnych wartościach gru- bości na statkach już eksploatowanych. Korozja równomierna nie stanowi jednak dużego zagrożenia dla konstrukcji okrętowych. najbardziej niebezpieczna jest korozja wżerowa. Wszelkie środki zabezpieczające kadłub przed korozją należy chronić. W niektórych wypadkach głębokość wżerów powstają- cych w ciągu jednego roku może dochodzić do 5 mm. Warunki powstawania korozji od strony zewnętrznej kadłubów statków różnych typów są podobne. Od stro- ny wewnętrznej najintensywniejszej korozji podlegają zbiornikowce. Korozja konstrukcji wewnętrznej [6] Korozja najszybciej występuje pod kotłami wsku- tek działania wody, ciepła i popiołu, a dalej w zęzach, w zbiornikach głębokich, w zbiornikach dna podwójne- go (szczególnie w zbiornikach balastowych – rys. 4), w skrajnikach i skrzyniach łańcuchowych. Poza tymi elementami szybka korozja postępuje w miejscach nie- dostępnych dla przeglądu, jak np. pokłady stalowe pod drewnianym poszyciem albo szalowane poszycie burt. maszty i rurociągi podlegają intensywnej korozji w miejscach, gdzie gromadzi się brud i wilgoć oraz gdzie konserwacja jest utrudniona. Wewnętrzna ko- rozja rurociągów stanowi również poważny problem – stąd próby zabezpieczania ich wewnątrz i na zewnątrz. najsilniejszej korozji w owrężeniu poprzecznym podlegają wręgi w bezpośrednim sąsiedztwie połączeń z węzłówkami obłowymi i pokładowymi oraz wzdłuż- nikami burtowymi, w miejscach wskazanych (rys. 4) gromadzi się brud i pył łatwo wchłaniający wilgoć, Rys. 4. miejsca szczególnie podatne na korozję (przekrój poprzecz- ny), zbiornik balastowy („korozja nożowa”) i zbiornik balastowy z instalacją – rozległa korozja [5, 9] Fig. 4. Places particularly susceptible to corrosion (cross-section), ballast tank (knife-line attack) and ballast tank installation – extensive corrosion [5, 9] a) b) 47Przegląd sPawalnictwa 12/2012 zawierający ponadto składniki chemiczne, które przy- spieszają korozję. Korozja wręgów jest szczególnie szybka w zbiornikach wodnych i ropowych, burtowych i skrajnych. Wzdłużniki burtowe korodują szybciej od strony wierzchniej (rys. 5). Jeśli wzdłużniki burtowe składają się z kilku elementów, korozja może rozsadzić ich wiązania. nie wolno dopuścić do nadmiernego osłabienia denników pod grodziami wodoszczelnymi i wręgami ra- mowymi (rys. 6). najsilniejsza korozja grodzi poprzecz- nych występuje w zęzach oraz na dolnych pasach po- szycia i węzłówkach. Poszycie dna wewnętrznego ulega silnej korozji z obu stron. Od wierzchniej strony nasilenie koro- zji występuje w zęzach, skrzyniach ściekowych, tzn. wszędzie, gdzie przez dłuższy czas może za- legać woda ściekowa i brud. Szybkość korozji dna wewnętrznego w ładowniach zależy też od rodzaju przewożonego ładunku. Szczególnie niekorzystny wpływ wywierają węgiel, sól, ziarno i różne produkty chemiczne. Dno wewnętrzne w pobliżu luków ładun- kowych koroduje bardzo szybko wskutek nawilgaca- nia podłogi (rys. 7). Korozja konstrukcji zewnętrznej [1,6] najszybciej korozji ulega poszycie zewnętrzne części podwodnej, a ze względu na znacznie trud- niejszą konserwację tego miejscu. Dostęp do poszy- cia zewnętrznego możliwy jest średnio co 2,5 roku w czasie dokowania [3]. Korozja poszycia zewnętrzne- go następuje na ogół w formie korozji wżerowej, miej- scowej lub ogólnej. Powierzchnia części podwodnej kadłuba narażona jest na uszkodzenia mechaniczne spowodowane przez osiadanie statku na zalegają- cych przedmiotach podczas odpływów w portach, otarć na mieliznach lub pływania w lodach. W miej- scach uszkodzenia farby mogą powstać głębokie wżery (rys. 8). Poszycie zewnętrzne kadłuba najsilniej koroduje między wodnicą największego a najmniejszego zanu- rzenia. Stal pokryta roztworem soli, będąc pod wpły- wem działania światła i ciepła, w obecności tlenu z po- wietrza silnie koroduje. Roztwór soli dostaje się przez powłokę ochronną farby i po pewnym czasie przedo- staje się przez nią do powierzchni stali. Pokłady podlegają silnej korozji pod wpływem bry- zgów wody morskiej, która wysychając, pozostawia osad soli. Szczególnie szybko postępuje korozja przy nagrzewaniu się pokładu pod wpływem działania pro- mieni słonecznych. Poważna korozja nadbudówek po- jawia się stosunkowo rzadko, ponieważ ze względów estetycznych maluje się je zazwyczaj często – szcze- gólnie na statkach pasażerskich. Rys. 5. Korozja usztywnienia wzdłużnego, obszar spoiny – wzdłuż- nik burtowy [4, 9] Fig. 5. Corrosion of longitudinal reinforcement, weld region – stringer boards [4, 9] Rys. 6. Konstrukcja dna zbiornikowca – zbiornik denny [5] Fig. 6. Tanker bottom design – the tank bottom [5] Rys. 7. Ładownia drobnicowca uniwersalnego przed czyszczeniem i konserwacją [9] Fig. 7. Universal general cargo hold before cleaning and mainte- nance [9] Rys. 8. Korozja wżerowa poszycia zewnętrznego [9] Fig. 8. Outer shell pitting [9] 48 Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Sposoby ograniczenia zjawiska korozji [1, 4, 6] Czyszczenie konstrukcji Warunkiem trwałości powłoki malarskiej jest jej ścisłe przyleganie do podłoża, stąd konieczność od- powiedniego przygotowania powierzchni przed malo- waniem. W celu ujednolicenia wymagań dotyczących czystości powierzchni przeznaczonych pod powłoki malarskie w przemyśle okrętowym wprowadzono kla- syfikację przedstawioną w tablicy II. Przyjęto następujące klasy czystości konstrukcji (rys. 9 i 10): – Sa 1 – zgrubne oczyszczenie strumieniowo-ścier- ne: usunięcie słabo przylegającej rdzy, zgorzeliny, starej powłoki malarskiej i obcych zanieczyszczeń (np. soli rozpuszczalnych w wodzie). możliwe jest pozostawienie starej powłoki malarskiej dobrze przyczepnej do podłoża; – Sa 2 – gruntowne oczyszczenie strumieniowo- ścierne: usunięcie starej powłoki malarskiej, rdzy, zgorzeliny. Powierzchnia szara, metaliczna. Szcząt- kowe zanieczyszczenia przylegają do podłoża; – Sa 2.5 – bardziej gruntowne oczyszczenie strumie- niowo-ścierne: całkowite usunięcie zgorzeliny, rdzy, sta rej powłoki malarskiej. Dopuszczalne ściemnie- nia i przebarwienia szczególnie w miejscach silnego uszkodzenia korozyjnego. Ślady zanieczyszczeń w kształcie kropel lub pasków; – Sa 3 – oczyszczenie strumieniowo-ścierne: do sta- li wzrokowo czystej. Jednolicie metaliczna barwa. Całkowite usunięcie zgorzeliny, rdzy, starej powłoki i innych zanieczyszczeń; – St 2 – oczyszczenie ręczne – powierzchnia została staran nie oczyszczona szpachelkami, skrobakami, szczotkami stalowymi; wykazuje metaliczny połysk. tablica II. Dopuszczalne niezgodności powierzchni przygotowanej do malowania table II. Acceptable defects in the surface prepared for painting Rodzaj niezgodności Wg ISO 8501-3 dla agresywności korozyjnej środowiska niska P1 wysoka P2 Odpryski spawalnicze powierzchnia wolna od odprysków słabo przylegających nie dopuszcza się nierówności lica spoiny powinny być usunięte ostre nierówności nie dopuszcza się Żużle spawalnicze nie dopuszcza się nie dopuszcza się Podtopienia mogą występować powierzchnia gładka Porowatość spoin dopuszcza się nie dopuszcza się Zakończenia spoiny spawalniczej mogą występować powinny być usunięte ostre nierówności Kratery i wgniecenia o szerokości większej od głębokości powinny być usunięte ostre nierówności nie dopuszcza się Wżery – szerokość mniejsza od głębokości powinny być usunięte ostre nierówności nie dopuszcza się Zawalcowania, wtrącenia obce powierzchnia wolna od tych niezgodności powierzchnia wolna od tych niezgodności i gładka Ostre, wolne krawędzie po cięciu gładkie krawędzie nie dopuszcza się – stępić, zaokrąglić przez szlifowanie Rys. 9. Klasy czystości konstrukcji Sa 1 i Sa 2 [7] Fig. 9. Sa 1 and Sa 2 cleanliness class for structure [7] Rys. 10. Klasy czystości konstrukcji Sa 2,5 i Sa 3 [7] Fig. 10. Sa 2.5 and Sa 3 cleanliness class for structure [7] – St 3 – oczyszczenie ręczne – powierzchnia została szcze gólnie starannie oczyszczona szpachelkami, skrobakami, szczotkami stalowymi (oczyszczanie w kierunkach krzyżujących się). Powierzchnia wy- kazuje zdecydowanie metaliczny połysk [6, 7]. Sa 2,5 Sa 3 49Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Metody przygotowania powierzchni [3, 6] Procesy przygotowania powierzchni pod powłokę ochronną można podzielić na: czyszczenie wstępne i czyszczenie właściwe. Operacje te znacznie różnią się dla konstrukcji nowych i eksploatowanych (rys. 11). Kryteria doboru sposobu oczyszczania powierzch- ni zależą od wielkości i kształtu powierzchni, rodzaju metalu, agresywności środowiska pracy i charakteru zanieczyszczeń. Metody mechaniczne: ręczne czyszczenie, tzn. skrobanie, młotkowanie, szczotkowanie, szlifowanie. W celu zwiększenia wydajności można stosować specjalne narzędzia pneumatyczne lub elektryczne. metody te stosowane są podczas przygotowania ka- dłuba do nałożenia powłoki malarskiej oraz remon- tów. Wadą tej metody jest duża pracochłonność, możliwość kaleczenia blach i niedostateczne przygo- towanie powierzchni pod powłokę malarską. Obecnie częściej usuwa się zgorzelinę za pomocą materiału ściernego. W zależności od rodzaju ścierniwa stosu- je się: piaskowanie, śrutowanie oraz mycie wodą pod wysokim ciśnieniem (tabl. III). Zalety piaskowania to duża wydajność procesu i możliwość zupełnego usu- nięcia zgorzeliny. Wady to powstawanie dużej ilości pyłu szkodliwego dla zdrowia i konieczność odpo- wiedniej ochrony pracowników zatrudnionych przy tym procesie. Rys. 11. Konstrukcja zabezpieczona przed korozją [9] Fig. 11. Design protected by bottom paint [9] Metody fizykochemiczne: odtłuszczanie rozpusz- czalnikowe, mycie alkaliczne, kwaśne, parowo-wodne oraz wytrawianie, które polega na odtłuszczeniu blach, wytrawieniu w roztworze kwasu, płukaniu i malowaniu ochronnym. Metody cieplne: metoda usuwania zgorzeliny i rdzy za pomocą płomienia polegającą na wyko- rzystaniu różnic współczynników rozszerzalności cieplnej zgorzeliny i stali. Do czyszczenia płomie- niem stosuje się specjalne palniki wielodyszowe. Pod wpływem działania płomienia i nagłego skoku temperatury na powierzchni oczyszczanej warstwa zgorzeliny i rdzy kruszy się i odskakuje – pozosta- je na powierzchni oczyszczonej w postaci luźnego osadu, dającego się łatwo usunąć szczotką stalo- wą. Po oczyszczeniu powierzchnia stali jest czysta, sucha i ogrzana. Zaletą jest pokrywanie farbą cie- płej powierzchni, gdyż uzyskujemy wtedy bardzo dobrą i szczelną powłokę. Czyszczenie chemiczne zbiorników ładunko- wych: najpierw zbiornik jest czyszczony i natrysko- wo odtłuszczany środkami emulgującymi na wszyst- kich powierzchniach, następnie płukany wodą słodką. Aby usunąć rdzę, natryskuje się parokrotnie po- wierzchnię zbiornika roztworem kwasu solnego. Po tej operacji spłukuje się zbiorniki roztworem neutra- lizującym, a następnie kilka razy wodą słodką aż do zlikwidowania śladów kwasów i neutralizatorów. na- stępnie osusza się zbiorniki i ich powierzchnię oraz pokrywa się je cienką warstwą farby przeciwkorozyj- nej. Żeby uniemożliwić utlenianie powierzchni, należy do minimum skrócić czas między czyszczeniem i na- łożeniem farby. Czyszczenie tą metodą jest ok. 50% tańsze od piaskowania. Usuwanie osadów ze zbiorników: Podczas ba- lastowania statku w porcie do zbiorników zasysane są znaczne ilości mułu. muł osadza się, tworząc na dnie zbiorników gęstą maź, której nie można odpom- pować przy osuszaniu zbiorników. Warstwa osadów powiększa się z każdą operacją. Osady te mogą powodować znaczne ubytki korozyjne konstrukcji. Przed przystąpieniem do remontu statku osady te trzeba całkowicie usunąć. najczęściej stosowaną metodą jest najprostsze, chociaż uciążliwe zbieranie osadów do wiader. Dokładniejsze informacje dotyczące przygotowania konstrukcji do malowania można znaleźć w normach: Pn ISO-8501, 8502, 8503 i 8504. tablica III. Wymagania dotyczące oceny powierzchni po śrutowaniu [6] table III. The requirements for the assessment of surface after shot peening [6] Oceniana cecha Wymagania metoda oceny Stopień czystości nie niżej od Sa 2,5 Wizualnie wg Pn-ISO 8501-1 Chropowatość powierzchni Rz 40÷75 mm Automatycznie uzyskiwana przy zastosowaniu granulacji ścierniwa 0,3÷1,2 mm Stopień odpylenia Zanieczyszczeń nie więcej niż na rys. 1 poz. 3, wg ISO 8502-3 Przez naklejenie taśmy samoprzylepnej i porównanie ze wzorcem Obecność zatłuszczeń nie dopuszcza się Brak zatłuszczenia krążka bibuły 50 Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Konserwacja za pomocą nakładania powłok ochronnych [4, 7] Idealna powłoka powinna całkowicie izolować stal od środowiska oraz mieć odpowiednio wysoką odpor- ność na jego niszczące oddziaływanie. Ponadto powin- na odznaczać się odpornością na uszkodzenia mecha- niczne i łatwością nakładania. Wybór powłoki musi być uzależniony od warunków pracy konstrukcji i powłoki. Ochronne działanie powłok może polegać na: – działaniu zaporowym, tj. izolacji chronionego meta- lu od środowiska korozyjnego, – inhibicji procesów korozyjnych w porach powłoki oraz działaniu zaporowym, – ochronie elektrochemicznej w porach powłoki przy równoczesnym działaniu zaporowym. W celu uzyskania pożądanych efektów ochronnych należy w każdym wypadku: – dobrać odpowiedni rodzaj powłoki i odpowiednią technologię wykonania, – zapewnić właściwy stopień przygotowania po- wierzchni, – zapewnić wysoką jakość wykonawstwa – dotrzyma- nie parametrów technologicznych, – przeprowadzić kontrolę gotowej powłoki. Przy doborze powłok malarskich można posłużyć się szeregiem przepisów, norm, poradników i wytycz- nych, a także katalogami producentów farb, m.in.: Sig- ma Coatings B.V.; Jotun; Kansai; Hempel. Ogólne zasady doboru powłoki to uwzględnienie: agresywności środowiska, stanu powierzchni malo- wanej, wymaganego okresu trwałości powłoki (2÷5 lat – niska, 5÷15 – wysoka), elastyczności, odporności mechanicznej i chemicznej, warunków malowania, właściwości farby (czas schnięcia, wymagane podło- że i grubość warstwy) i różnych farb do różnych ce- lów (zbiorniki balastowe i wody pitnej, pokłady). Farby malarskie Farby można dzielić wg funkcji, jakie spełniają w ze- stawie farb malarskich, na: 1) farby gruntowe – przeznaczone do nakładania bez- pośredniego na powierzchnię przygotowaną do malowania i bez odpowiedniej odporności na od- działywanie środowiska. Powinny mieć dobrą przy- czepność do podłoża i stanowić dobry grunt pod na- stępne warstwy. Opracowano farby gruntujące na powierzchnie z niecałkowicie usuniętą rdzą: – stabilizujące – przekształcają rdzę na stabilniejszy tlenek żelaza, – przetwarzające – reagują z rdzą, tworząc stabilniej- sze kompleksy, – penetrujące rdzę – penetrują i zabezpieczają przed dalszym rozprzestrzenianiem, – barierowe – odcinają podłoże od czynników koro- zyjnych; 2) farby podkładowe – tworzące międzywarstwę, któ- rej zadaniem jest wyrównanie powierzchni i ujed- nolicenie barwy podłoża. Powłoka ta jest bardziej elastyczna i odporna na działanie środowiska od powłoki gruntowej. Zatrzymuje przy tym substancje agresywne, mogące przenikać przez powłokę na- wierzchniową; 3) farby nawierzchniowe – tworzące powłokę ze- wnętrzną, zabezpieczającą poprzednie warstwy Rys. 12. Ilość wymienionej stali w zależności od zabezpieczenia an- tykorozyjnego [5] Fig. 12. number of replacement steel depending on corrosion pro- tection [5] 51Przegląd sPawalnictwa 12/2012 Podsumowanie Łatwo zaobserwować, ile ton stali wymienia się na statkach bez zabezpieczeń antykorozyjnych, a ile na zabezpieczonych jednostkach tego sa- mego typu w zależności od wieku statku (rys. 12). Odpowiednie czyszczenie i właściwa konserwa- cja konstrukcji statku powinna być priorytetem dla armatora. Jest to lepsze i tańsze rozwiązanie niż częste wymiany poszycia i elementów, a co za tym idzie – częstsze przestoje i dokowania statku. Po- ciąga to za sobą straty finansowe, a także niebez- pieczeństwo utraty zatrudnienia statku ze względu na jego zły stan. Warto pamiętać, że długoletnie zaniedbania konserwacji nie raz kończyły się tra- gicznymi katastrofami ekologicznymi (np. nad- mierne przekorodowanie konstrukcji zbiornikowca przewożącego produkty ropopochodne). Literatura [1] metschkow B.: Wykłady z przedmiotu „Technologia budowy kadłubów okrętowych”, Szczecin 2005. [2] Strona internetowa: www.money.pl [3] Polski Rejestr Statków, Przepisy klasyfikacji i budowy stat- ków morskich, Cz. II, Kadłub, PRS Gdańsk 2002. [4] Chmielowski A.: Zabezpieczenie przeciwkorozyjne kon- strukcji stalowych, Andrzej Chmielowski, Wrocław 1997. [5] Co-operative Forum: Condition evaluation and maintenance of tanker structures, Londyn 1992. [6] Doerffer J.: Technologia remontów statków, Wydawnictwo morskie, Gdańsk 1974. [7] Katalog farb JOTUn: Coating Organiser, 2010. [8] nickel magazine On-line: http://www.nickelmagazine.org [9] Zdjęcia autorskie wykonane podczas pobytów w portach i stoczniach. malarskie przed wpływami agre sywnego środowi- ska i dające odpowiedni kolor. Właściwości farby muszą odpowiadać warunkom eksploatacji zabez- pieczanego obiektu, a więc: – farby pokładowe – muszą mieć dużą odporność na ścieranie, – farby zbiornikowe – muszą być odporne na działa- nie olejów mineralnych i wody morskiej, – farby przeciwporostowe – mają chronić podwodną część kadłuba przed korozją i porastaniem. Powłoki metaliczne Powłoki te powinny tworzyć na chronionej po- wierzchni stali warstwę ciągłą, dobrze przyczepną do podłoża i odporną na uszkodzenia mechaniczne. Po- winny mieć znacznie większą odporność na korozję w środowisku morskim niż chroniona stal. W wypadku ochrony elementów konstrukcji zanurzonych stale lub okresowo w wodzie morskiej wskazane jest stosowa- nie powłok z metali, które w tym środowisku mają po- tencjał elektrochemiczny bardziej elektroujemny niż stal, tj.: powłoki cynkowe, aluminiowe i kadmowe. Stosuje się różne metody pokrywania stali powłoka- mi metalicznymi, np.: metodę galwanotechniczną, zanu- rzania do roztopionego metalu, natrysku, platerowania. W budownictwie okrętowym ochronne powłoki me- taliczne mają zastosowanie głównie do ochrony ele- mentów wyposażenia statków, ale również do ochrony poszycia kadłubów. Do tego celu używa się najczę- ściej powłok cynkowych, rzadziej aluminiowych – wy- magane jest oczyszczenie powierzchni do Sa 2,5. Schemat malowania Przed przystąpieniem do malowania należy opraco- wać jego dokładny schemat, uwzględniający rodzaj po- wierzchni pokrywanej i warunki jej eksploatacji. Powi- nien on podawać stopień czystości powierzchni przed malowaniem, rodzaje farb, liczbę warstw, metodę na- kładania farby i odstępy czasowe między nakładaniem kolejnych warstw. przeglad Welding tec nology re iew www.pspaw.ps.pl