Antykorozja

Dzięki osiągnięciom pracowników nauki  raz licznych zespołów antykorozjonistów wszechobecna i niszcząca korozja została sprowadzona do poziomu zwykłego problemu inżynieryjnego rozwiązywanego bez podnoszonych do rangi walki metod i sposobów oraz równorzędnego pozostałym podstawowym zagadnieniom budowy urządzeń komunalnych, socjalnych i przemysłowych. I choć oczywiste jest, że tak jak obecnie, tak i w przyszłości korozja będzie nieuniknionym zjawiskiem zagrażającym trwałości obiektów budowanych ze wszystkich możliwych materiałów, to jedno jest pewne – zamiast ustawicznego boju z rdzewieniem i degradacją – pojawiła się technika bazująca na zorganizowanym działaniu wspartym wiedzą i nowoczesnymi materiałami ochronnymi. 
Znaczenie sukcesu jest na tyle duże, że można je rozpatrywać w kategoriach „kamienia milowego” na drodze rozwoju branży antykorozyjnej. Jednocześnie jest na tyle znaczące, że warto podjąć się próby perspektywicznej analizy tego zjawiska i ocenić przewidywane relacje między tym, co będzie dalej rdzewiało oraz tym, co winno przed rdzewieniem chronić. Z dużym prawdopodobieństwem można sięgać już na pięć dekad do przodu, albowiem na tyle znane są perspektywy konstrukcji obiektów przemysłowych i tyle wynosi żywotność najtrwalszych już zastosowanych systemów ochronnych. 

Bezsprzecznie – sukces antykorozji tkwi przede wszystkim w zmianie podejścia do kwestii projektowania i przygotowania podłoża powierzchni konstrukcyjnych. Rzecz nie tylko  w wyeliminowaniu dawnego wątpliwego piaskowania żwirem krzemionkowym z dodatkowym użyciem szczotki stalowej do ręcznego zdrapywania rdzy oraz szmaty do zmywania zanieczyszczeń olejowych jako narzędzi pomocniczych. Ważniejsze, właśnie na miarę sukcesu, jest upowszechnienie zasad projektowania wymagających uwzględniania potrzeb antykorozji wraz z uznaniem czyszczenia jako procesu determinującego trwałość nakładanych powłok. Na pewno stało się to za przyczyną formalnego unormowania zagadnienia i stosowania obowiązujących przepisów. Antykorozja lekka, objęta działaniem PN-EN ISO 12944 (Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów powłokowych) w części trzeciej przywołanej normy posiada zbiór zasad projektowania konstrukcji stalowych pod powłoki malarskie z przykładami prawidłowych i błędnych węzłów rzutujących na trwałość wymalowań. Podobnie dla antykorozji ciężkiej, opisanej przez PN-EN 14879 (Organiczne systemy powłokowe  i wykładziny do ochrony aparatury i instalacji przemysłowych przed korozją), podany jest zbiór zasad dotyczących projektowania i przygotowania podłoża. Ale – co istotne – nie tylko normy zadecydowały o sukcesie. Swój udział wniosły nowe technologie antykorozyjne, nietolerujące błędnych rozwiązań i to one wręcz wymusiły stworzenie jednolitych zapisów dokumentacyjnych dotyczących projektowania oraz przygotowania powierzchni pod powłoki ochronne.
Nie mogło być inaczej. To, co tolerowały dawne farby miniowe, chromianowe czy czerwone tlenkowe na spoiwach pochodzenia naturalnego z olejami roślinnymi i żywicą sosnową włącznie, nakładane pędzlem lub zwykłym natryskiem pneumatycznym i na lepiej czy gorzej oczyszczone podłoże musiało – ze względu na wymagania nowych materiałów – ulec radykalnej zmianie. Fosforanowanie konwersyjne, anodowanie, gruntowanie kataforetyczne, malowanie zanurzeniowe, elektroforetyczne, proszkowe i elektrostatyczne nie tolerują bowiem wad oraz nieprawidłowości podłoża i wręcz wymusiły jego technologiczność poprzez wyeliminowanie słynnych „kieszeni” oraz elementów ekranujących, powodujących efekty krawędziowe czy występowanie stref martwych. Duży udział w kształtowaniu się i spełnianiu podstawowych wymagań w zakresie konstrukcji i technologicznego przygotowania podłoży miało upowszechnienie się cynkowania ogniowego, systemów Alloy i Duplex oraz obróbki  powierzchniowej i wykończającej detali metalowych, drewnianych, także z tworzyw sztucznych, gdzie szkodliwe dla zdrowia, pylące i niskie jakościowo piaskowanie czy szlifowanie zastąpiły bezpyłowe i komorowe, w wielu wypadkach zautomatyzowane metody  strumieniowo-ścierne wykonywane na sucho i mokro, także z wykorzystaniem suchego lodu, ultradźwięków z ultrasoniką i laserami włącznie. 
Zmiana podejścia do ochrony antykorozyjnej, widoczna szczególnie w ostatnim dwudziestoleciu, pozwoliła na wyparcie wcześniejszego malowania, będącego w wielu przypadkach bardziej „kolorowaniem”, niż zabiegiem o znamionach przedsięwzięcia technicznego i zastąpienie go procesem pełnowartościowego powłokowania o trwałości sięgającej nawet pięćdziesięciu lat. Na pewno jest to wynikiem synergii, czyli efektu współdziałania wszystkich uczestników procesu, od projektu, przez materiały, do wykonania, bez słabych ogniw w tym łańcuchu.
Duże znaczenie w tym zakresie wniosła inżynieria materiałowa, kierująca się nie tylko potrzebami wykonawczymi, ale i zobligowana wymaganiami ekologicznymi. Nie mogło być inaczej, skoro spośród ok. 3000 emitowanych do atmosfery substancji klasyfikowanych jako lotne związki organiczne, blisko 250 pochodziło z podstawowych wyrobów malarskich. Skalę problemu potęgowały dane ilościowe. I tak, według różnych szacunków, światowy przemysł  uwalniał ostatnimi laty do atmosfery około 110 milionów ton szkodliwej organiki rocznie,  z czego w Polsce ładunek rzędu 600 tysięcy ton, a w tym 60 tysięcy ton pochodzących  z  rozpuszczalnikowych materiałów lakierniczych i technologii pokrewnych. Dlatego – pod wpływem światowej i lokalnej presji prawnej – w tym m.in. dyrektywy unijnej 2004/43/WE  w sprawie lotnych związków organicznych, przeniesionej na grunt krajowy ministerialnym rozporządzeniem z dn. 08.08.2016 r. (Dz. U. z 2013r. poz. 1569) wnoszącym ograniczenia emisji lotnych związków organicznych zawartych w farbach i lakierach, uruchomiono proces zmierzający do tego, by wszystkie podstawowe i pomocnicze materiały lakiernicze zawierające składniki szkodliwie oddziaływujące na zdrowie ludzkie i środowisko naturalne zastępować materiałami o niższej szkodliwości.
Rezultaty, choć nie od razu i nie wszędzie, ale stały się widoczne. Dziś malowanie „na sucho”, z zastosowaniem farb wodorozcieńczalnych, chemoutwardzalnych albo  o zmniejszonej emisyjności dzięki zwiększeniu koncentracji pigmentów, wprowadzeniu reaktywnych rozpuszczalników, ich odzyskiwaniu przy równoczesnym wdrażaniu niskoemisyjnych metod aplikacji w znacznym stopniu ułatwia pracę, poprawia jakość powłok i mniej zagraża środowisku naturalnemu. Podobne osiągnięcia notują technologie wstępnej obróbki powierzchni, odchodzące od mycia benzynami, naftami, estrami i ketonami czy bardziej złożone czynności antykorozyjne, kwalifikowane do średnio- lub grubopowłokowych. Np. potrzeby BHP i ekologia spowodowały powstanie nowej grupy żywic poliestrowych stosowanych do budowy konstrukcji i powłok laminatowych. W odróżnieniu od żywic starszej generacji emitujących do 30% wchodzącego w ich skład styrenu nowe – niskoemisyjne, tzw. Low Styrene Emission – tracą po odparowaniu nie więcej niż 3% masy wyjściowej. 
Jednocześnie, niejako równolegle do korzyści behapowskich i ekologicznych, antykorozja we wszystkich swoich odmianach w ostatnich latach otrzymała nowe wysokojakościowe materiały ochronne eliminujące lub poważnie ograniczające awarie, przestoje i operacje remontowe. Asortyment farb ciekłych, proszkowych, szpachlówek i mastyk w wersjach podstawowych oraz specjalnych z chemoodpornymi, antypoślizgowymi, termoizolacyjnymi, fotokatalitycznymi, bakteriostatycznymi i dziesiątkami innych jest na tyle szeroki, że na lata spełnia najbardziej wyrafinowane potrzeby użytkowników. Również w antykorozji ciężkiej, to co jeszcze niedawno było gumowane, laminowane czy wykładane płytkami ceramicznymi jest już, albo w najbliższym czasie będzie zamieniane teflonem, szkłem i stalami szlachetnymi przy równoległej modernizacji i unifikacji materiałów klasycznych. Potwierdza to przegląd zmian w ofertach handlowych największych producentów materiałów ochronnych, gdzie – w miarę upływu czasu – następuje wyraźna specjalizacja asortymentowa z zawężeniem wyrobów „ogólnego przeznaczenia” i równoczesną rozbudową „oferty specjalnej”. 
Najlepszym przykładem tego trendu są gumy – jeszcze dziesięć lat temu produkowane na bazie kauczuku naturalnego i wszystkich możliwych syntetyków z odrębnymi systemami klejowymi dla każdego z nich. Obecnie ten szeroki wachlarz uległ radykalnemu zawężeniu  i w praktyce zdominowała go guma wytwarzana z kauczuku bromobutylowego z jednym zestawem klejowym. Podobnie przedstawia się sytuacja w ochronnych materiałach żywicznych. Niedawno dość rozbudowane asortymentowo pod potrzeby budowy powłok laminatowych epoksydowo- i poliestrowo szklanych, w następstwie ekspansji energetyki  z węzłami odsiarczania spalin na czele w obecnej podstawowej ofercie obejmują przede wszystkim produkty do natryskiwania, w tym żywice nowolakowo-poliestrowe wypełniane płatkami mineralnymi, winyloestrowe specjalne o podwyższonej elastyczności, epoksydowe cienkowarstwowe do kontaktu z żywnością oraz nowolakowo-epoksydowe odporne na kwas siarkowy.
I chyba najważniejsze, co uzasadnia postawioną we wstępie artykułu tezę o okiełznaniu korozji w drugiej dekadzie XXI wieku. Data i miejsce orientacyjne, ale fakt niezaprzeczalny. W tym właśnie czasie w Polsce do grupy bardzo istotnych materiałów antykorozyjnych zostały włączone stopy wysokoniklowe. Ich odporność chemiczna góruje nad wszystkimi znanymi i dotychczas przemysłowo stosowanymi materiałami ochronnymi. Dla znawców zagadnienia nie sekret – pokonano ostatnie trudności w zabezpieczaniu jednego  z najważniejszych węzłów konstrukcyjnych, jakim są króćce wlotów absorberów oczyszczania spalin w energetyce zawodowej, najważniejszego obecnie krajowego odbiorcy powłok chemoodpornych. Tym samym – w odniesieniu do korozji – jednoznaczne stało się stwierdzenie: skończyła się walka z problemem, zaczęła się epoka technicznego przeciwdziałania.
W podsumowaniu można sformułować korzystny dla branży antykorozyjnej wniosek końcowy. Obecne akty normatywne w połączeniu z ofertą materiałową od najlżejszych po najcięższe systemy ochronne jednoznacznie preferują rozwiązania o wybitnych własnościach. I jedne, i drugie powstały w odpowiedzi na wymagania eksploatacyjne urządzeń, w tym żądanymi wieloletnimi okresami bezawaryjnej pracy. Dzięki tej zgodności wiadomo, że jeśli na wiele lat trzeba przeciwstawić się rdzy, to odpowiedź jest jedna: tylko specjalistyczne farby, unikalny teflon, szlachetna stal i nowoczesne stopy metalowe oraz pewne eksploatacyjnie szkło wykonane przez fachowców najwyższej klasy są zawsze tańsze od wątpliwych i zawodnych, półrzemieślniczych powłok z minionej epoki. Epoki, kiedy zasadą była „walka” i która musiała ustąpić miejsca „technice”, dzięki czemu sukcesy  w zwalczaniu korozji choć osiągnięte po latach wystarczą na długie lata.      

Jarosław Święcki