korozija in zaŠ Čita jeklenih konstrukcij - core.ac.uk · - 3 - korozija in zaš čita jeklenih...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

EKONOMSKO POSLOVNA FAKULTETA

Mateja Kovačić

KOROZIJA IN ZAŠČITA JEKLENIH KONSTRUKCIJ

Projektna naloga

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje

Maribor, September 2012

Korozija in zaščita jeklenih konstrukcij

Diplomski izpit

KOROZIJA IN ZAŠ

Študent : Mateja Kovač

Študijski program : Gospodarsko

Smer : gradbeništvo

Mentorja : doc. dr. Leo Gusel

ita jeklenih konstrukcij

Diplomski izpit univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje


Študent : Mateja Kovačić

Študijski program : Gospodarsko inženirstvo

Leo Gusel ; prof. dr. Majda Bastič

Maribor, September 2012

- 2 -

1. stopnje

ITA JEKLENIH

- 3 -


PREDGOVOR

Tematika korozije se mi je vedno zdela pomembna in zanimiva. Podrobneje sem se imela

priložnost ukvarjati z njo na University of Dundee kot Erasmus študentka. Korozijo sem na

izmenjavi spoznala bolj kot samo problem gradbeništva, strojništva, na splošno

inženirstva. Ima tudi veliki delež v ekonomiki, gospodarstvu in sociologiji družbe, zato

mislim, da bi morala biti uvrščena skupaj z ostalimi aktualnimi problematikami človeštva.

Z diplomsko nalogo se zaključuje tudi obdobje mojega življenja, ki je bilo zaradi

zaposlenih na Fakulteti za gradbeništvo in Ekonomsko-poslovni fakulteti ter zaradi njihove

pripravljenosti za sodelovanje in pomoč uspešno in zame dragoceno. Zato bi se rada

zahvalila vsem njim ter svojima mentorjema, doc. dr. Leu Guselu in dr. Majdi Bastič za

mentorstvo in usmerjanje ter spodbude pri nastajanju diplomske naloge. Posebna zahvala

gre mojima staršema, ki sta vedno verjela vame, me razumela in me podpirala v

uresničevanju mojih ciljev.

- 4 -



Ključne besede : korozija, antikorozijska zaščita, stroški zaščite.

Povzetek

Diplomska naloga predstavi osnove o koroziji jeklenih konstrukcij, kako nastaja iz

različnih perspektiv inženirstva ‒ fizike, kemije in elektrokemije, in kaj pospešuje njen

razvoj. V naslednjem poglavju obravnavamo, kako zaščititi konstrukcijo skozi štiri različne

metode ‒ s pomočjo dizajna, antikorozijskih barvnih premazov, galvanizacije ter katodne

zaščite. Na koncu sledi še konkreten primer analize konstrukcije skozi prizmo

antikorozijske zaščite. Predmet primerjanja sta dve antikorozijski zaščiti, ki se najpogosteje

uporabljata, galvanizacija in barvni premaz. Na osnovi stroškov, ki smo jih pridobili v

analizi, se določi optimalna solucija za predstavljeno konstrukcijo.

- 5 -


CORROSION AND ANTI-CORROSION PROTECTION OF STEEL

STRUCTURES

Key words: corrosion, anti-corrosion protection, costs of protection.

Abstract

The thesis provides the basics about corrosion of steel structures. It describes different

perspectives on genesis of corrosion – engineering, physics, chemistry and

electrochemistry perspective, and what promotes its development. Next chapter is about

anti-corrosion protection, actually it considers four methods of steel defense. The methods

are: chatodic protection, electroplating or galvanization, because I am focused on steel

structures, anti-corrosion paint coatings and protection with design solutions. Last section

deals with example, which compares two most common ways to protect steel,

galvanization and anti-corrosion paint coatings. Based on costs, we choose optimal

solution for protection a steel structure from example.

- 6 -


VSEBINA

1 UVOD ....................................................................................................................... 7

2 KOROZIJA ............................................................................................................... 9

2.1 Definicija .......................................................................................................... 9

2.2 Osnovna klasifikacija ..................................................................................... 12

2.2.1 Kemična korozija ................................................................................ 12

2.2.2 Elektrokemična korozija ..................................................................... 15

3 ZAŠČITA PRED KOROZIJO .............................................................................. 20

3.1 Pravilen dizajn ................................................................................................ 20

3.2 Galvanizacija .................................................................................................. 23

3.3 Zaščitni premazi ............................................................................................. 24

3.4 Katodna zaščita ............................................................................................... 27

4 KOROZIJA JEKLENE KONSTRUKCIJE ............................................................ 28

4.1 Izračun stroškov protikorozijske zaščite z zaščitnim premazom.................... 31

4.2 Izračun stroškov protikorozijske zaščite z galvanizacijo ............................... 32

5 ZAKLJUČEK ......................................................................................................... 37

6 VIRI IN LITERATURA ......................................................................................... 38

7 PRILOGE ............................................................................................................... 40

7.1 Seznam slik ..................................................................................................... 40

7.2 Seznam tabel ................................................................................................... 40

7.3 Seznam diagramov ......................................................................................... 40

7.4 Naslov študenta .............................................................................................. 41

7.5 Kratek življenjepis .......................................................................................... 41

- 7 -


1.UVOD

»..Iron is the best and the worst of man's servants. Although very useful domestically, it is

also the metal of war, slaughter and brigandande.

…the same benevolence of nature has limited the power of iron by inflicting on it the

penalty of rust, and the same foresight had made nothing in the world more mortal than

that which is most hostile to mortality.« [1]

Citati filozofa Plinyja nam dokazujejo, da čeprav ni bila obravnavana kot znanstvena

disciplina, je problematika korozije znana že v času Rimskega cesarstva. Ena izmed prvih

zabeleženih študij o koroziji je Royal Navy fregate iz 1763. Trup fregate je bil prekrit s

tankimi bakrenimi ploščami, ki so bile pritrjene z železnimi žeblji z namenom zaščite trupa

pred delovanjem lesnih črvov ter pojavljanja školjk na njem. Po dveletni ekspediciji in

proučevanju učinkov eksperimenta so prišli do zaključka, da plošče na določenih delih

odstopajo od trupa zaradi železnih žebljev, ki so bili uničeni in obrabljeni. Posebno

zanimiv je del študije, ki opozarja, da na delih, kjer so bili žeblji ločeni od bakra s tršim

papirjem, ni prišlo do uničenja žebljev. Pomemben zaključek v tem primeru je, da železo

in baker v prisotnosti slane vode ne smeta biti v neposrednem stiku.

.

Iz navedenih primerov lahko vidimo, da je korozija vedno predstavljala težavo. Ljudje se

ne zavedamo, da predstavlja korozija razen stroškov, direktnih in indirektnih, tudi

nevarnost tako za okolje kot tudi za življenje ljudi.

Začeli bomo pri financah, povezanih s korozijo. Ker za Slovenijo ni podatkov, smo za

primer navedli dve razviti državi. V ZDA letno na stroške korozije (zamenjava določenih

korodiranih delov, ponovno apliciranje zaščite …) odpade 3,1 % BDP (276 bilijonov

dolarjev), v Veliki Britaniji pa 4 % BDP (220 bilijonov funtov). Omenjeni stroški se

nanašajo na direktne in indirektne stroške korozije. Indirektni stroški so tisti, ki jih

običajno spregledajo in nanje niso pozorni, čeprav zajemajo polovico vseh stroškov.

- 8 -


Primeri takih stroškov so ustavitev proizvodnje zaradi korodiranega dela proizvodne linije,

stroški vzdrževanja zaradi slabe izbire zaščite pred korozijo, nasploh stroški, ki zmanjšajo

vrednost proizvodnje. Zaradi omenjenih stroškov, ki se letno porabijo samo za korozijo, si

nobeno gospodarstvo ne more privoščiti, da bi pojav korozije spregledalo.

S socialnega vidika je eden od najpomembnejših materialov v zadnjih 150 letih jeklo, brez

katerega bi naša civilizacija težko obstajala. Korozija pa je za jeklo Ahilova peta, pa ne

samo za jeklo, ampak za vse kovine, ki so najpomembnejši elementi industrije. Tu pa je še

problem človeških življenj, saj je žrtev zaradi posledic korozije zelo veliko.

Varstvo okolja postaja ena od najpomembnejših tem tudi znotraj krogov ljudi s tehnično

izobrazbo. Cilj celotne ideje je zmanjšati porabo energije, odpad, povečati učinkovitost

inženirskih sistemov, ohraniti naravo in omejiti onesnaževanje. Korozija lahko povzroči

resno onesnaževanje okolja, če zaradi nje popusti tanker za prevoz nafte, ali če pomislimo,

da za proizvodnjo 1 t jekla za zamenjavo korodiranih delov potrebujemo energijo, ki jo

povprečna družina porabi v 3 mesecih. S pravilnim načrtovanjem, projektiranjem in izbiro

materialov lahko omenjene probleme preprečimo ali jih zmanjšamo.

V diplomskem delu želimo prikazati, kako rešiti finančne in tehnične probleme korozije.

Opredelili bomo nastanek korozije iz različnih vidikov in govorili o možnostih zaščite

jeklene konstrukcije. Teorijo bomo podkrepili z analitičnim primerom, kjer se bomo na

temelju stroškov in dolgotrajnosti zaščite odločili za optimalno rešitev.


2. KOROZIJA

2.1. DEFINICIJA

»Korozija je spontani heterogeni kemijski proces v katerem sodelujejo kot reaktanti

konstrukcijski material, oziroma vsaj ena njegova komponenta ter komponenta okolja

katera je najpogosteje tekoč

»Korozijo definiramo kot fizikalno

povzroči spremembe lastnosti tega materiala in pogosto škodljivo vpliva na njegovo

nadaljnje delovanje. « [3]

Wranglen procese korozije klasificira glede na:

-medij v katerem se dogaja korozija,

-mehanizem procesa korozije,

-vrsto korozije,

-kovino,

-vrsto industrije in

-antikorozijsko zaščito.[4]




katera je najpogosteje tekoča, lahko pa je tudi v plinastem ali krutem stanju.« [2]

Korozijo definiramo kot fizikalno-kemijsko reakcijo med materialom in okoljem, ki

nosti tega materiala in pogosto škodljivo vpliva na njegovo

Slika 1.1. Korozija [1]

Wranglen procese korozije klasificira glede na:

medij v katerem se dogaja korozija,

mehanizem procesa korozije,

- 9 -



plinastem ali krutem stanju.« [2]

kemijsko reakcijo med materialom in okoljem, ki

nosti tega materiala in pogosto škodljivo vpliva na njegovo

- 10 -


Obravnavali bomo korozijo glede na mehanizme korozije in jo zaradi tega dodatno

razdelili na kemično in elektrokemično korozijo, čeprav lahko rečemo da je

interdisciplinaren pojav ki povezuje elemente fizike, kemije, elektronike in inženirstva.

S fizikalnega vidika najpomembnejša veda, ki pomaga razložiti znanje korozije, je

termodinamika, precizneje energetski procesi zaprtega sistema. Če velja da energija se

more ustvariti z nič, niti je ni mogoče uničiti ter da se pri konstantni temperaturi in tlaku

dogaja spontano prehajanje proste energije iz sistema v okolje, lahko predpostavimo da

želi narava minimizirati energijo sistema. Zato voda teče navzdol,kava se ohlaja in energija

kovine se zmanjšuje skozi korozijo. Energija kovine je običajno kemična energija ki jo

pridobi iz vez med molekulami. Samo del te energije je uporaben za procese korozije in ta

del imenujemo prosta energija, ki pomaga pri razlagi teorije prehodnega stanja(transition

state theory).

Prosta

energija

G A+B ∆G

C+D

Slika 1.2. Teorija prehodnega stanja [2]

Prehodno stanje

∆G+

reakcijska koordinata

- 11 -


Celotno teorijo lahko izrazimo skozi enačbo A+B C+D, kjer so A in B reaktanti, C in D

pa produkti procesa. Proces teče tako da pride do kontakta delcev A in B, ko imata oba

dovolj energije in se tvori tako imenovano prehodno stanje AB, z reorganizacijo katerega

pridemo do produktov C in D. Z energetskega aspekta, ima prehodno stanje postopka

najvišjo raven proste energije, ki je večja tudi od sume proste energije posameznih delcev

A in B. Zanimivo je da iz prehodnega stanja reakcija lahko poteka v dve smeri. Običajno

nastanejo produkti ker skuša vsak sistem minimizirati stopnjo proste energije, ki je v

našem primeru za ∆G. Lahko pa se tudi zgodi reverzibilna reakcija in se ponovno dobijo

reaktanti. Osrednja točka tega dela je korozija, in če to teorijo skušamo uporabiti v tem

kontekstu, vidimo, da kovina s pomočjo nekega drugega reaktanta poskuša zmanjšati svojo

prosto energijo ki se nahaja v njegovih medmolekularnih vezeh. Konkretno zmanjšanje te

energije definiramo kot negativno spremembo Gibbsove energije pri čemer korozija teče

izobarno in izotermno :

A p,T = -(∆G)p,T = T∆S-∆H, (1.)

Pri čemer je ∆S entropija, ∆H pa entalpija. Enačba (1.) kaže da se s povišanjem entropije in

zmanjšanjem entalpije povečujta temperatura in stopnja nereda v strukturi s tem pa se tudi

pospešujejo korozijski procesi, ker z njimi kovina skuša znova vzpostaviti ravnotežno

stanje.

- 12 -


2.2. OSNOVNA KLASIFIKACIJA

Proučevali bomo korozijo glede na mehanizme procesa. Mehanizme procesa korozije

delimo v dve subkategoriji:

-Kemična ali suha korozija,

-Elektrokemična ali mokra korozija.

2.2.1. KEMIČNA KOROZIJA (suha korozija)

Kemična korozija je reakcija kovine z električno neprevodnim okoljem( zrak, tekočine ki

niso na bazi vode, ostali plini ) [5]. Najpomembnejši od vseh medijev je zrak oziroma

kisik( ob predpostavki da je idealen plin1) s katerim kovina reagira pri zelo visokih

temperaturah (egzotermen proces2) in formira zaščitni oksidni sloj. Formiranje zaščitnega

sloja poteka v nekaj fazah :

-absorpcija kisika na površino kovine ki povzroči nastajanje tankega oksidnega sloja.

Narava oksidnega sloja je odvisna od vrste kovine.

Slika 2.1. Nastajanje oksidnega sloja

Izraženo z kemično enačbo :

Fe Fe3+ + 3e- , O2 2+ + 2e- → O2 , 4Fe + 3O2 � 2Fe2O3

Torej pride do oksidacije železa, pri čemer železo oddaja negativen električni naboj, kisik

pa ga prevzema.

1 Idealen plin- je približek realnih plinov, v katerem zanemarimo privlačne sile med molekulami plina in delež, ki ga v prostoru, napolnjenem s plinom, zasedajo same molekule. Obnašanje klasičnih idealnih plinov opišemo s splošno plinsko enačbo, njegova notranja energija pa je odvisna le od temperature.

2 Egzotermen proces – je kemijski proces, pri katerem se toplota sprošča, okolica pa segreva.

Kovina

Oksidni sloj


-naslednja faza je notranja oksidacija. Oksidi na površju s

kovino in povzročajo rast oksidacijskega filma

oksidnim slojem.

-s povečanjem oksidnega sloja oksidi s

je tudi proces korozije upoč

debeline in prepustnosti oksidnega sloja.

Pri rasti oksidnega sloja ta ne

enakega volumna kot kovina

1. Oksidni sloj ne zavzema enakega volumna kot kovina

sloju nastanejo mikro

pospeši, ker imajo oksidi

Kovina

Slika 2.3

Kovina


oksidacija. Oksidi na površju s pomočjo difuzije

rast oksidacijskega filma dokler celotno površje kovine

Slika 2.2. Rast oksidnega sloja

anjem oksidnega sloja oksidi s površja vse počasneje prodirajo do kovine

je tudi proces korozije upočasnjen. Lahko torej trdimo da je kemična korozija odvisna od

debeline in prepustnosti oksidnega sloja.

ne pokrije vedno celotne površine kovine in n

kot kovina. Zgodita se lahko dvoje :

avzema enakega volumna kot kovina, zato pride do pritiskov in

nastanejo mikro-razpoke. Zaradi teh mikro-razpok se korozija

oksidi direkten dostop do kovine.

Kovina Kovina

Slika 2.3. Mikro-razpoke v oksidnem sloju

Fe

Oksidni sloj

O

- 13 -

jo difuzije prodirajo v

dokler celotno površje kovine ni pokrito z

asneje prodirajo do kovine in z tem

na korozija odvisna od

in nima vedno

, zato pride do pritiskov in v

korozija ponovno

Kovina

Oksidni sloj


2. Oksidni sloj ima več

kompresivni pritiski. Posledica kompresije je »gubanje« oksidnega sloja in pokanje

le-tega. Nastajajo makro

Slika 2.4

Aluminij, nikelj in krom so

idealni za formiranje stabilnega oksidnega sloja, ki pri takih las

učinkovito bariero pred nadaljn

V gradbeništvu ni pravi izziv

in ne predstavlja nevarnosti

bolj estetske narave. Zelo neprijetno je

prekrito z rjo. Dejansko nevarnost v inženirstvu pa predstavlja elektri

.

Kovina


Oksidni sloj ima večji volumen od kovine, zaradi česar nastajajo zelo veliki


tega. Nastajajo makro-razpoke in pospešitev procesa oksidacije.

Slika 2.4. Makro-razpoke oksidnega sloja

Aluminij, nikelj in krom so kovine s podobnim volumnom kot kisik in zaradi tega so

idealni za formiranje stabilnega oksidnega sloja, ki pri takih lastnostih predstavlja

daljnjo korozijo.

zziv kemična korozija, ker ne predstavlja resne

i za strukturo materiala. Negativne strani kemič

ke narave. Zelo neprijetno je, če na jekleni konstrukciji opaziš veliko površino

prekrito z rjo. Dejansko nevarnost v inženirstvu pa predstavlja električna korozija.

Oksidni sloj

- 14 -

esar nastajajo zelo veliki


razpoke in pospešitev procesa oksidacije.

podobnim volumnom kot kisik in zaradi tega so

nostih predstavlja

e izgube materiala

za strukturo materiala. Negativne strani kemične korozije so

jekleni konstrukciji opaziš veliko površino,

čna korozija.

Kovina

- 15 -


2.2.2.ELEKTROKEMIČNA KOROZIJA (mokra korozija)

Elektrokemična korozija je rezultat stika med kovino in drugim prevodnim materialom v

jedkem mediju in je ena od najbolj pogostih oblik korozije.[6] Razen tega pa je tudi ena od

najbolj nevarnih, ker povzroča izgubo materiala, spremembo lastnosti materiala ter

strukture. Kot samo ime pove, je to elektrokemijski proces, ki izgleda takole:

Slika 2.5. Elektrokemična korozija

Slika 2.5 prikazuje primer osnovne celice elektrokemične korozije, ki jo sestavljata dve

kovini, ki se nahajata v tekoči snovi, ki predstavlja elektrolit3 ter izvor električne energije.

Sam proces se začne z dovodom električnega impulza na anodo in katodo, pri čemer anoda

predstavlja pozitivno nabiti del kompozicije, katoda pa negativnega. V nastali situaciji

pride do redoks reakcij v osnovni celici, pri čemer katoda oksidira, anoda pa reducira.

Oksidacija omogoča, da katoda oddaja svoje elektrone, redukcija pa, da jih anoda prejema.

Anoda torej skuša nevtralizirati negativni naboj katode, kar povzroča korozijo anode, tako

da se s kovinskimi kationi sprostijo v elektrolit in se začnejo v obliki sloja nabirati na

katodi, kar imenujemo galvanizacija.

3Elektrolit - je snov, ki pri raztapljanju ali taljenju disociira na ione ter s tem postane električno prevodna

+ -e

M +

baterija

anoda katoda

elektrolit

- 16 -


Teoretično opisana osnovna celica pa ne predstavlja dejanske korozije, ki nastaja v

gradbeništvu, kjer različne kovine niso povezane z izvorom električne energije, ki bi jim

omogočala električni impulz. Korozijo konstrukcij predstavimo s pomočjo drugega

elektrokemijskega sistema – Danijelove celice (sistem bakra in cinka).

Slika 2.6. Danijelova celica

Sistem predstavljata dve kovini, ki imata različen standarden elektrodni potencial, in

voltmeter. Potencial (napetost) kovine določimo s pomočjo standardne vodikove elektrode,

ki ima napetost 0,0, in ko z voltmetrom izračunamo razliko potencialov v sistemu, dobimo

vrednost potenciala oziroma ionizacije kovine. Razlika potencialov je lahko pozitivna ali

negativna. Izračunamo jo lahko tudi teoretično s podano tablico standardnih elektrodnih

potencialov:

Tabela 1. Standardni elektrodni potenciali

Primerjamo cink in baker:

Napetost = (0,76)-(-0,47)

= 1,23 V.

Zn Cu

V

ELECTRODE VOLTAGE

Na+ +2.71 (anodic, base (corrodes)

Al+++ +1.66

Zn++ +0.76

Fe++ +0.46

Ni++ +0.25

Sn++ +0.14

H+ 0.00 (reference)

Cu++ -0.47

Ag+ -0.80

Pt++ -1.20

Au+++ -1.50 (cathodic, noble)

Elektrode Napetost

Referenčna

Anoda

Katoda


Pozitivna razlika med potenciali pomeni tudi višjo stopnjo tendence sistema

H koroziji prispeva tudi vrsta elektrolita in ioni

elektrolita. Obenem tudi kovine

cink – baker bil cink tisti, ki bi korodiral in omogo

konstrukciji preprečili elektrokemijsko korozijo

sestavljanju materialov z veliko razliko v potencialih.

Zanimivo je tudi, da korozijo lahko povzro

Najpogosteje se ta tip korozije pojavlja pri zlitinah, kjer je

so sestavljene iz različnih kemijskih spojin in

.

Slika 2.7

Če je omenjena zlitina most

slano vodo, ki v tem primeru predstavlja elektrolit

odvijati.


Pozitivna razlika med potenciali pomeni tudi višjo stopnjo tendence sistema

koroziji prispeva tudi vrsta elektrolita in ioni, ki se v njem nahajajo, ter pH

Obenem tudi kovine z višjim potencialom najprej korodirajo, z

ki bi korodiral in omogočil galvanizacijo bakru. Torej

ili elektrokemijsko korozijo, se pri projektiranju moramo izogniti

sestavljanju materialov z veliko razliko v potencialih.

da korozijo lahko povzroči sistem, sestavljen iz enake kovine.

Najpogosteje se ta tip korozije pojavlja pri zlitinah, kjer je zlitina sestavljena

nih kemijskih spojin in imajo zaradi tega različne poten

Slika 2.7. Korozija različnih faz zlitine

e je omenjena zlitina most, ki povezuje dve obali morja, pomeni, da bo prišla v stik

slano vodo, ki v tem primeru predstavlja elektrolit, in korozijski procesi se za

- 17 -

Pozitivna razlika med potenciali pomeni tudi višjo stopnjo tendence sistema, da korodira.

, ter pH- vrednost

z višjim potencialom najprej korodirajo, zato bi v sistemu

il galvanizacijo bakru. Torej, da bi v

se pri projektiranju moramo izogniti

estavljen iz enake kovine.

sestavljena iz več faz, ki

čne potenciale.

da bo prišla v stik s

in korozijski procesi se začnejo


Tehnologija obdelave kovin je zelo pomembna v borbi proti korozij

jekla se lahko zgodi, da je del elementa obdelan ve

ali debeline in ima zaradi tega bolj negativen potencial kot del

posvečali toliko pozornosti.

Slika 2.8.. Razlika potencialov zaradi razli

Različni elektroliti lahko tudi povzro

potenciala.

Slika 2.9

V levem delu elementa kovine se

Koncentracija predvsem natrijevih ionov na obeh straneh ni enaka, kar pomeni

različen tudi potencial levega in desnega dela elementa, kar vodi do korozije kovine


Tehnologija obdelave kovin je zelo pomembna v borbi proti koroziji. Pri hladni obdelavi

da je del elementa obdelan večkrat zaradi pridobivanja želene oblike

ali debeline in ima zaradi tega bolj negativen potencial kot del, ki mu v obd

pozornosti.

. Razlika potencialov zaradi različne tehnologije obdelave

ni elektroliti lahko tudi povzročijo korozijo na homogeni kovini iz

Slika 2.9. Korozija zaradi različnih elektrolitov

V levem delu elementa kovine se nahaja deževnica, v desnem pa morska voda.

Koncentracija predvsem natrijevih ionov na obeh straneh ni enaka, kar pomeni

en tudi potencial levega in desnega dela elementa, kar vodi do korozije kovine

- 18 -

. Pri hladni obdelavi

krat zaradi pridobivanja želene oblike

v obdelavi niso

ne tehnologije obdelave

ijo korozijo na homogeni kovini iz enakega

nahaja deževnica, v desnem pa morska voda.

Koncentracija predvsem natrijevih ionov na obeh straneh ni enaka, kar pomeni, da je

en tudi potencial levega in desnega dela elementa, kar vodi do korozije kovine


Proces korozije lahko steče tudi

konstrukcije. Ta pojav se imenuje tudi korozija vodne linije

Področje, kjer je nizka koncentracija kisika

čemer se pozitivni ioni kovine

katode. Ioni železa reagirajo z

Proces korozije je ireverzibilen

elektrokemična korozija lahko povzro


če tudi, če koncentracije kisika variirajo na različ

konstrukcije. Ta pojav se imenuje tudi korozija vodne linije

Slika 2.10. Korozija – vodna linija

kjer je nizka koncentracija kisika, se obnaša kot anoda, oddaja elektrone

emer se pozitivni ioni kovine (konkretno železa) raztopijo, da bi izenačili potencial

katode. Ioni železa reagirajo z –OH ioni in s tem formirajo rjo.

erzibilen, in da bi se izognili vsem posledicam, ki jih kemi

na korozija lahko povzročita, je treba gradbeni material pravilno zaš

Visoka konc. kisika

Nizka konc. kisika

- 19 -

rajo na različnih delih

se obnaša kot anoda, oddaja elektrone, pri

da bi izenačili potencial

ki jih kemična in

gradbeni material pravilno zaščititi.


3. ZAŠČITA PRED KOROZIJO

Poznamo nešteto možnosti za zaš

- zaščita s pomočjo pravilnega dizajna,- galvanizacija, - zaščitni premazi, - katodna zaščita.

3.1. PRAVILEN DIZAJN

Pravilno dizajniranje vpliva na vrsto, oblik

trajnost konstrukcije. Ključ dobrega dizajna je v tem

elementi tako, da so čim manj izpostavljeni vlagi, ker so napa

pogosto razlog nastajanja mehani

vdolbinam in mrtvim kotom

naj bi bile grajene pod naklonom

odprtine, da voda lahko pro

Slika 3.1. Preprečevanje zadrževanja vode po ISO 12944


ITA PRED KOROZIJO

nešteto možnosti za zaščito kovin. Najbolj pogosto pa so omenjene naslednje:

čjo pravilnega dizajna,

3.1. PRAVILEN DIZAJN

Pravilno dizajniranje vpliva na vrsto, obliko in tok korozije kakor tudi na stabilnost in

trajnost konstrukcije. Ključ dobrega dizajna je v tem, da se v konstrukcijo vgradijo

im manj izpostavljeni vlagi, ker so napačne konstrukcijske rešitve

pogosto razlog nastajanja mehaničnih in termičnih napetosti. Praviloma naj bi se izogibal

vdolbinam in mrtvim kotom, da se izognemo zadrževanju nečistoče in vode. Razen tega

naj bi bile grajene pod naklonom, ali če to ni mogoče, je treba vgraditi cevi ali narediti

da voda lahko prosto odteka.

Preprečevanje zadrževanja vode po ISO 12944-3 standardu

Slaba rešitev

Varjeno

Pravilna rešitev

Pravilna rešitev

Pravilna rešitev

- 20 -

ito kovin. Najbolj pogosto pa so omenjene naslednje:

in tok korozije kakor tudi na stabilnost in

da se v konstrukcijo vgradijo

ne konstrukcijske rešitve

nih napetosti. Praviloma naj bi se izogibali

e in vode. Razen tega

vgraditi cevi ali narediti

3 standardu [3]

Slaba rešitev

arjeno

Pravilna rešitev

Pravilna rešitev

Pravilna rešitev

- 21 -


Upoštevati je treba, da so vsi elementi dobro dostopni tudi po vgrajevanju zaradi kontrole

stanja in vzdrževanja konstrukcije. Da bi se zaščitni sloj lahko nanesel čim bolj homogeno,

je priporočljivo, da so robovi obli.

Slika 3.2. Pravilno projektiranje elementov

Spoj jekla z drugo kovino ali materialom (lesom, korozijskim gradbenim materialom) je

treba dodatno zaščiti z ustrezno izolacijo, kot so silikonske zmesi ali varenje.

Slika 3.3. Zaščita z varjenjem [4]

Okrogli robovi so lažji za čistiti in omogočajo enakomeren nanos barve

Ostri robovi zadržujejo vodo in umazanijo in onemogočajo enakomeren nanos barve

Voda zaostaja

Slaba rešitev

Pravilna rešitev

Varjenjem elementov se onemogoča vstop vode


Pomembno je tudi, da ne vgrajujemo jekla in ostalih korozivnih kovin

materiali, ki se neposredno dotikajo kovine

razlogov, razloženih v poglavju 2

nestabilnosti konstrukcije.

Slika 3.4. Jeklo v stiku z poroznim materialom


da ne vgrajujemo jekla in ostalih korozivnih kovin s

ki se neposredno dotikajo kovine, ker bo kovina prišla v stik z vodo in bo zaradi

razloženih v poglavju 2, prišlo do korozije in s tem uničevanja


- 22 -

poroznimi

ker bo kovina prišla v stik z vodo in bo zaradi

a materiala in

- 23 -


3.2. GALVANIZACIJA

Galvanizacija je postopek obdelave površin kovin in predmetov z drugimi

elektroprevodnimi snovmi, pri čemer se na površino predmeta nanese tanek sloj kovine

zaradi videza, boljše električne prevodnosti in korozijske zaščite. Od kovinskih prevlek se

največ uporablja kromiranje, nikljanje in cinkanje. Kovine se lahko nanaša na jeklene

predmete z elektrogalvanizacijo ali s potapljanjem predmetov v raztaljeno kovino.

Elektrogalvanizacija je postopek, pri katerem nanesemo kovinsko plast ene kovine na

predmet iz druge kovine s pomočjo elektrolize. Kovinski predmet, ki prevaja električni tok,

priključimo v elektrolizni celici kot negativno elektrodo- katodo. Na katodo potujejo po

raztopini kationi kovine, ki jo želimo izločiti na katodo, na njej oddajo elektrone in se

izločijo v obliki tanke kovinske plasti. Postopek je predstavljen na sliki 2.5. Priporočljivo

je, da so v raztopini tudi razni dodatki, ki omogočajo enakomerno prevleko in lep sijaj

prevleke.

Prednosti galvanizacije pred ostalimi zaščitami so:

- sposobnost prekrivanja težko dostopnih površin,

- odpornost pred mehanskimi poškodbami,

- korozijska odpornost v različnih okoljih in temperaturah,

- ni vzdrževanja in cena je primerljiva s substituti,

- trajna rešitev.

- 24 -


3.3. ZAŠČITNI PREMAZI

Z zaščitnimi premazi želimo ustvariti prepreko med kovino ter vodo, kisikom in ioni. Tako

se onemogoči pojavljanje katodne reakcije na površini kovine. Lastnosti zaščitnega

premaza lahko popustijo na meji med kovino in premazom, kjer je prisotna voda ali kateri

drugi elektrolit. Posledica je elektrokemična korozija kovine na delih med kovino in

premazom. Da bi preprečili posledice, moramo dobro pripraviti kovino na postopek

nanašanja premaza, torej jo očistiti, ročno ali s peskom, nečistoč, ki bi lahko povzročile

odstopanje sloja zaščite. Poznamo 3 faze nanašanja premazov: najprej temeljni premaz, ki

je kompatibilen s podlago in se mora dobro oprijeti podlage. Vmesni premaz ščiti temeljni

premaz in pripomore k skupni debelini zaščite. Zadnji, dekorativni premaz, pa ščiti pred

zunanji faktorji in ima estetsko vlogo.

Izbira pravilnega premaza za konstrukcijo je najpomembnejše in hkrati najbolj zahtevno

opravilo procesa. Da bi se odločili za optimalno rešitev, moramo upoštevati vplive iz

okolja, možnosti za pripravo površine ter način nanosa.

Najpogostejša delitev zaščitnih premazov je glede na vrsto veziva:

Alkidni premazi – so sintetična smola, nastajajo pri reakcijah sušečih olj in dvobaznih

organskih kislin. Hitro se sušijo in so primerni za preprečevanje korozije v običajni in

industrijski atmosferi. Občutljivi so na vodo in alkalne snovi.

Klorkaučuk premazi ‒ so na bazi smole, nastale s kloriranjem. So izredno kemijsko

odporni na anorganske kemikalije ter na vodo. Slaba stran je, da jih uničujejo naftni

derivati in razna topila.

Vinilni premazi – termoplastično vezivo, ki se uporablja samo v kombinaciji z drugimi

vezivi. Imajo podobno kemijsko odpornost kot klorkaučuk premazi, boljšo odpornost pa

imajo na naftne derivate in topila. Estetsko je ustreznejši od klorkaučuka, hitro se suši, a je

občutljiv na toploto. Elastičnost mu omogoča, da je primeren za zaščito paličnih

konstrukcij, predvsem stikov med palicami.

Akrilni premazi – transparentna, adhezivna smola, ki nudi odlično zaščito v atmosferskih

pogojih. Hitro se sušijo, imajo dobro odpornost na vodo, visoko adhezijo med premazi,

dobre mehanske lastnosti in visok sijaj. Občutljivi so na olja, topila in organske snovi.

- 25 -


Epoksi premazi – dvokomponentna barva, ki ustvarja svoj zaščitni film na konstrukcije s

kemično reakcijo s primernim trdilcem. Kemijsko so odporni na anorganske in organske

spojine. Imajo odlične fizikalne karakteristike, kot so žilavost, fleksibilnost in odpornost na

abrazijo. Strjevanje premaza je odvisno od temperature, zaradi česar niso primerni za

zunanje aplikacije na konstrukcije.

Poliuretanski premazi – visokopolimerna veziva, ki so žilava ter kemijsko in UV odporna.

Odporni so tudi na anorganske in organske spojine, imajo podobne lastnosti kot epoksi

premazi, razen da se lahko strjujejo tudi pri nižjih temperaturah in bolje zdržijo

atmosferske vplive. Velik problem pa jim predstavlja vlaga, visoka kemijska in abrazivna

odpornost.

Katranski in bitumenski premazi – premazi, ki vsebujejo velike koncentracije ogljika,

zaradi česar so običajno dostopni v črni in sivi barvi. Slabo reagirata na atmosferske

vplive, ker zaradi višjih temperatur hlapita in omogočata oksidacijo površin in s tem

korozijo. Imajo odlična odpornost na vlago, vodo in vodne raztopine, dobro kemijsko in

abrazivno odpornost ter ugodno ceno.

Silikonski premazi – Odporni na toploto, visoko temperaturo (do 250 °C), vodo,

kemikalije, solne raztopine in naravna olja, zadržuje pa tudi površinski sijaj. Spadajo med

najbolj drage premaze za zaščito korozije. Občutljivi so na mehanske poškodbe in topila

pred strjevanjem.

Vodotopna veziva – premazi na osnovi smole, ki je v novih aplikacijah razredčena z vodo

in s tem predstavlja ekološko alternativo med premazi. Zelo uporabni v zaščiti proti vodi,

vlagi in kemikalijami. Imajo nižje emisije hlapnih snovi, kar je bolj primerno za

zdravstveno zaščito delavcev, ter s tem manjšo možnost za požar.

- 26 -


Pri nanosu zaščitnih premazov, razen pravilnega dizajniranja konstrukcije in čistoče

elementa, je treba paziti tudi na temperaturo in vremenske pogoje:

- temperatura podlage mora biti 3 °C nad rosiščem,

- temperatura okolice med 5 °C in 40 °C,

- relativna vlažnost do 8 0%,

- površina mora biti suha.

Razlikovati je treba tudi debeloslojne in tankoslojne zaščitne premaze. Čeprav v tehniškem

okolju velja, da večja kot je debelina, višja je cena, to ne velja za premaze. V bistvu se,

ekonomsko gledano, debeloslojni premazi bolj splačajo, ker nudijo dolgotrajnejšo in bolj

zanesljivo zaščito, kar vodi do manjših direktnih stroškov (stroški vzdrževanja) in

indirektnih stroškov (stroški zastoja proizvodnje). Cena po m2 se ne razlikuje veliko od

tankoslojnih premazov, posebej pa zaradi tega, ker so debeloslojni premazi zelo izdatni,

kar pomeni manjšo porabo barve.


3.4. KATODNA ZAŠČ

Vrsta antikorozijske zaščite, kjer se kovina, ki jo želimo zaš

da se poveže v sistem z drugo kovino, ki teže korodira,

kot kovina, ki jo želimo zašč

se obnašala kot anoda, v katodo

sproščanjem negativnega elektri

pozitivnega na tako imenovano inertno anodo

zaščititi, pridobi elektrone, ki imajo ve

korodira. Inertna anoda je obi

cene inertne anode, v primeru požara kovina lahko reagir

konstrukcije, kar pospešuje korozijo in poslabšuje stabilnost konstrukcije

lomljivost kovine zaradi vodikovega plina

katoda


3.4. KATODNA ZAŠČITA

čite, kjer se kovina, ki jo želimo zaščititi pred korozijo zaš

da se poveže v sistem z drugo kovino, ki teže korodira, torej ima večji elektrodni potencial

kovina, ki jo želimo zaščititi, ter izvorom energije. Dejansko pretvorimo kovino

v katodo s pomočjo negativnega električnega impulza.

električnega impulza na material, ki ga želimo zaš

pozitivnega na tako imenovano inertno anodo, dobimo rezultat, da kovina

pridobi elektrone, ki imajo večji potencial od inertne anode, in

korodira. Inertna anoda je običajno iz platine, titanita ali karbona. Slabosti metode visoke

cene inertne anode, v primeru požara kovina lahko reagira z drugimi korozivnimi materiali

kar pospešuje korozijo in poslabšuje stabilnost konstrukcije

lomljivost kovine zaradi vodikovega plina, ki nastaja pri procesu.

katoda inertna anoda

Slika 3.5. Katodna zaščita kovine

- 27 -

ititi pred korozijo zaščiti tako,

čji elektrodni potencial

pretvorimo kovino, ki bi

nega impulza. S

želimo zaščititi, in

vina, ki jo želimo

in s tem anoda

ajno iz platine, titanita ali karbona. Slabosti metode visoke

a z drugimi korozivnimi materiali

kar pospešuje korozijo in poslabšuje stabilnost konstrukcije, ter povečana

inertna anoda

- 28 -


4. KOROZIJA JEKLENE KONSTRUKCIJE

Teorijo ki sem jo predstavila zgoraj bom podkrepila z konkretnim primerom jeklene

konstrukcije, ki služi za zaščito pred slabimi vremenskimi vplivi.

Slika 4.1. Celotna konstrukcija

- 29 -


Slika 4.2. Detajli konstrukcije

Za konstrukcijo bom izbrala optimalno antikorozijsko zaščito na osnovi zaščit, ki sem jih

prej predstavila. Za optimalno rešitev, razen tehničnih parametrov, moram preveriti še

ekonomske.

Konstrukcijske rešitve dizajna v navedenem primeru niso potrebne, ker je kritičen del za

zaustavljanje vode grajen pod naklonom, kar omogoča odtekanje vode in umazanije.

Katodna zaščita ni primerna za manjše konstrukcije za privatno uporabo in se z

ekonomskega vidika podjetja, ki jo ponuja, ne splača. Osredotočila se bom na

preprečevanje korozije z zaščitnimi premazi in galvanizacijo. Za izračun stroškov obeh

metod bom potrebovala površino konstrukcije.

- 30 -


POVRŠINA KONSTRUKCIJE:

Slika 4.3. Dimenzije konstrukcije

- 31 -


-2 stebra 0,3x0,3x2, Pcelotna = 5,16 m2

-2 stebra 0,3x0,3x2,5 Pcelotna = 6,36 m2

-2 trama 0,2x0,2x4,6 Pcelotna = 7,52 m2

-4tramovi 0,15x0,15x3,558 Pcelotna = 8,78 m2

-pločevina 4,6x3,558x0,01 Pcelotna = 32,81 m2

Skupna površina ki jo je potrebno zaščititi : 60,63 m2

4.1. Izračun stroškov protikorozijske zaščite z barvnim premazom

Da bi lahko izračunali stroške barve, je treba izračunati parametre, kot so debelina suhega

filma, ki je del izračuna za izdatnost barve. Izdatnost barve pove količino površine v m2, ki

jo lahko pobarvamo z enim litrom barve pri dani debelini suhega filma. Izdatnost je razen

debeline sloja odvisna tudi od vsebnosti suhe snovi v barvi, ki je specifična za vsako

posamezno vrsto barve. Teoretični izračun izdatnosti:

-naprej debelina suhega sloja:

DSF (µm) = DMF x VSS (%) / 100 kjer so,

DMF – debelina mokrega sloja (µm)

VSS – volumenska suha snov (%)

Ki je osnova za izdatnost :

I (m2 / l) = VSS (%) x 10 / DSF (µm)

Obratna vrednost izdatnosti je poraba, ki je opredeljena s potrebno v litrih izraženo

količino barve za določeno površino.

Poraba (l/m2) = DSF /VSS x 10

Na zgoraj zastavljenem konkretnem primeru poraba barve bila:

- 32 -


Če debelini mokrega sloja vzamemo 180 µm in uporabimo učinkovitejši debeloslojni

premaz z vsebnostjo suhe snovi 70 %, je debelina suhega sloja 250 µm. Izdatnost znaša 5,5

m2 /l, poraba pa je 0,18 l/m2. Za konstrukcijo bi porabila 11 l barve pri nanosu samo enega

sloja. Če vzamemo povprečno ceno, dveh antikorozijskih premazov 0,75l, prvi znamke

Tessarol-temeljni antikorozijski premaz(8,58€) in drugi Nitro-temeljni antikorozijski

premaz (9,66€) dobimo končno ceno 9,12€/0,75l, torej 12,16€/l. Na isti način dobimo tudi

ceno drugega premaza ki iznaša 15,62 €/0,75l, torej 20,82€/l. Skupni stroški obeh

premazov za konstrukcijo 60,61m2 so 362€, brez da smo vključili stroške dela in

vzdrževanja. Povprečno ceno na meter kvadratni, z vsemi vključenimi stroški, lahko

najdemo v tabeli 4. Iznašajo 19.5 €/m2, kar vodi do 1181,895 € celotnih stroškov.

4.2.Izračun stoškov protikorzijske zaščite z galvanizacijo

Pri galvanizaciji je debelina sloja običajno 100 µm, in jo določamo tudi na podlagi metrov

kvadratnih ki jih je treba prekriti. Končna površina ki jo je treba prekriti je 60,61 m2.

Debelina konstrukcije je povsod 5 mm, torej gre za zelo lahko konstrukcijo. Povprečna

cena za 5 mm konstrukcijo pa je 9 €/m2. Kar iznaša 545,49 €, vključno z stroški dela in

vzdrževanja.

Teoretičen način je približen način ugotavljanja dejanskih stroškov, ki se razlikuje od

proizvajalca do proizvajalca zaradi različnih pripravljalnih postopkov, različnih debelin

sloja, stroškov dela, zato sem se odločila, da dejansko vrednost stroškov za projekt

preverim tudi z aplikacijo Galvanizingcost, ki jo je naredila American Galvanizers

Association. Izračun je lažji, ker so ponujene predpisane debeline sloja za določene

konstrukcije, v stroške je vključena tudi cena priprave materiala ter so ponujene tudi vrste

prevleke. Prednost je tudi ta, da se lahko izbere izračun na temelju povprečne cene vseh

ponudnikov, vključena je tudi stopnja bodoče inflacije. Izbrala sem epoksi cinkovo

prevleko in sistem čiščenja SP3, kar pomeni čiščenje z razprševanjem pod pritiskom.

Izbere se lahko tudi tip konstrukcije in okolje, v katerem bo postavljena – podeželsko,

mestno itn. Končni rezultati primerjajo skupne stroške barvanja in galvanizacije celotnega

projekta posebej do konca njegove življenjske dobe, ki je 25 let.

- 33 -


Tabela 2 . Primerjava stroškov galvanizacije in sistema zaščite z barvo [1]

Iz tabele je razvidno da so že stroški galvanizacije po m2, manjši kot tisti barvanja po m2.

Pri galvanizaciji je vrednost skupnih stroškov 1,122.10€/m2, celotni stroški barvanja z

vsemi parametri pa so 1,620.93€/m2 . Če primerjamo z rezultati pod točko 4.2., opažamo

da je razlika v stroških pri galvanizaciji za približno 800€, zaradi različnih parametrov ki

so bili upoštevani. V programu so ponujene drugačne debeline sloja, lahko smo zbirali med

različnimi vrstami galvanizacije, kar pri teoretičnem izračunu ni bilo možno, vračunan so

dejansko povprečni stroški materiala in dela ter inflacije od 1%. Zaključna ugotovitev je da

so končni stroški galvanizacije 56% manjši od končnih stroškov barvanja.

Barvanje Galvanizacija

Primerjava stroškov

Začetni stroški Po M2

Celotna vsota

Stroški življenjske dobe Po M2

Celotna vsota

Letni stroški Po M2

Za omenjen projekt: Prihranek celotnih stroškov je 56%

- 34 -


Tabela 3. Primerjava stroškov zaščite za celoten življenjski ciklus [2]

Tabela 3. Prikazuje odnos stroškov povezanih z zaščito konstrukcije v obdobju 25let. Z leti

se stroški barvanja, zaradi potrebnega konstantnega obnavljanja zaščite, povečujejo na

46.52 €, za razliko od stroškov galvanizacije ki so enaki ker dodatno vzdrževanje ni

potrebno. Stroški galvanizacije so za 8,23 €/m2 manjši že na začetku kot stroški barvanja,

čeprav naj bi bilo cinkanje dražje kot barvanje. Ta teorija drži samo v primeru, ko gre za

težje konstrukcije. Pri srednje lahkih in zelo lahkih pa je cena cinkanja nižja kot cena

barvanja. To dokazuje tudi cenik ‒ primerjava inštituta v Düsseldorfu, ki je prikazan na

straneh ene od slovenskih pocinkovalnic.

Tabela 4 . Primerjava cen stroškov zaščite [4]

Stroški galvanizacije

Orginalna galvanizacija

Skupni stroški/M2

Današnja

vrednost B

odoča

vrednost T

renutni stroški

Stroški barvanja

Prvotno barvanje Ponovno po 21 letih

Celotna vsota

- 35 -


Razvidno je da se cena galvaniziranja lahko izraža v tonah in kvadratnih metrih, pri

barvanju pa samo v kvadratnih metrih. Težja kot je konstrukcije in ima večjo debelino sten,

stroški barvanja in stroški v tonah so manjši. Lažja kot je, pa velja prav nasprotno.

Razen začetne razlike v stroških vidimo, da so tudi »končni« stroški v 25 letih precej višji.

Moja teorija bi lahko imela protiargument v primeru, če bi določeno podjetje potrebovalo

cinkanje samo težkih konstrukcij, kjer so začetni vložki galvanizacije večji od barvanja.

Toda če gre za konstrukcije z dolgo življenjsko dobo, potem se na koncu spet izkaže, da so

celotni stroški galvanizacije v 25 letih nižji od stroškov barvanja, kar lahko podkrepim z

diagrami nekega podjetja.

Diagram 1. Celotni stroški različnih sistemov zaščite

- 36 -


V mojih izračunih sem uporabljala sistem 1 in sistem 3. Sistem 1 predstavlja stroške

čiščenja konstrukcije, galvaniziranja konstrukcije in stroške vzdrževanja v celotni

življenjski dobi objekta . Sistem 3 čiščenje konstrukcije, barvanje z temeljnim premazom,

barvanje z pokrivnim premazom in vzdrževanje v celotni življenjski dobi objekta. Iz

diagramov se vidi da so stroški sistema 2 za 69% večji v življenjski dobi konstrukcije. Kar

je več kot polovica vrednosti ki jo je potrebno izplačati za sistem 1.

Primerjalna analiza zaščite z barvnim premazom in galvanizacijo :

Vrsta problema Barva Galvanizacija

Prekrivanje težko dostopnih

površin

slabo

odlično

Odpornost proti mehanskim

poškodbam

slabo

odlično

Odpornost v različnem

okolju in temperaturi

odvisno od okolja

odvisno od okolja

Vzdrževanje potrebno ni potrebno

Estetski videz odlično odvisno od ponudnika

Celotni stroški rastejo z leti enaki z leti

Z barvanjem se pri ostrih robovih in težko dostopnih površinah ne more zagotoviti

enakomernost zaščitnega sloja. Barva, v primerjavi z slojem cinka na kovini, je bolj

podložna mehanskim poškodbam, ker ima manjšo prijemljivost kot cink. Odpornost na

atmosferske vplive, v obeh primerih pa je odvisna od okolja v katerem se konstrukcija

nahaja, ali je to podeželsko ali industrijsko ter od količine padavin in temperature. Vseeno

pa je galvanizirana konstrukcija odpornejša od pobarvane. Velika prednost galvanizacije

da vzdrževanje z leti ni potrebno, zaradi česa so začetni stroški enaki končnim,kar pa ne

velja za barvanje, kjer slednji rastejo. Pri estetskem videzu pa zmaguje barvanje ker pri

galvanizaciji se ne malokrat zgodi da ponudniki storitve niso pazljivi in pedantni pri

samem postopku zaradi česa pride do porozne, penaste, razpokane, krhke in grde površina,

ki se rada odlušči.

- 37 -


5. ZAKLJUČEK

Mislim, da smo s spoznavanjem pomembnosti korozije kot družba zelo napredovali. V

inženirstvu predstavlja korozija predvsem veliko materialno škodo, ki kaže na to, kako

pomembna je antikorozijska zaščita. Izbor zaščit je velik in med njimi je treba izbrati

optimalno glede na vse segmente, ki vplivajo na kvaliteto in ceno. Predstavila sem štiri

najpogosteje uporabljene metode, od katerih sta samo dve bili primerni in potrebni za

zaščito moje konstrukcije. Primerjala sem stroške, ki nastanejo z galvanizacijo, in tiste, ki

nastanejo z barvanjem objekta. Ugotovila sem, da za mojo konstrukcijo, ki jo lahko

uvrstimo med lahke, s 5,88 t in debelino sten 5 mm, je storitev cinkanja optimalna rešitev.

Razen tega, da je cenovno ugodnejša, je prednost ta, da je trajna rešitev, ki je ni treba

vzdrževati, in je zelo odporna na mehanske in okoljske vplive.

Izven okvirov moje raziskave je najboljša zaščita za konstrukcijo je kombinacija obeh

alternativ, torej galvanizacija konstrukcije in dodatna zaščita pred barvo, ker nobena od

zaščit ni idealna, tako da pride tudi pri galvanizaciji pride do napak (če jeklo ni pravilno

očiščeno, neenakomeren iztok cinka), ki so lahko povezane s samim procesom. Problem je

lahko tudi omejitev velikosti konstrukcije za galvanizacijo, kjer morajo elemente zavariti,

da dobimo želeno dolžino, in ob stiku kako drugače zaščititi konstrukcijo. Na žalost pa bo

pri izbiri zaščitnega sistema v največ primerih najpomembnejši dejavnik prav cena, ki

največkrat zmanjšuje pomembnost kvalitete v inženirstvu.

- 38 -


6.VIRI IN LITERATURA

Citati :

[1] Trethewey K.R., Chamberlain J. : Corrosion for Scienece and Engineering, Longman

Southampton, 1995, str. 5

[2] Esih I., Dugi Z. : Tehnologija zaštite od korozije, Školska knjiga, Zagreb, 1990, str. 31

[3] Vehovar L.: Korozija kovin, Fakulteta za arhitekturo, gradbeništvo in geodezijo,

Ljubljana, 1991

[4] Wranglen G. : Korrosion und Korrosionsshutz, Springer-Verlag, Berlin, 1985

[5] Esih I., Dugi Z. : Tehnologija zaštite od korozije, Školska knjiga, Zagreb, 1990, str. 33

[6] Electrochemical society series : Uhlig's corrosion handbook, John Viley & Sons,

New Jersey, 2006, str. 137

Ostala literatura :

1. http://www.metra-sezana.si/

2. http://www.pocinkovalnica.si/Domov.html

3. http://www.corrosion-doctors.org/Principles/Cost.htm

4. http://www.corrosion.org/

5. http://www.google.com/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=ny_gdp_

mktp_cd&idim=country:USA&dl=sl&hl=sl&q=bdp#!ctype=l&strail=false&bcs=d

&nselm=h&met_y=ny_gdp_mktp_cd&scale_y=lin&ind_y=false&rdim=country&i

dim=country:USA:GBR&ifdim=country&hl=sl&dl=sl&ind=false

6. http://www.soncne-barve.si/slo/barve-za-kovine

7. https://www.galvanizeit.org/galvanizingcost/coatings.php?s=31193

8. http://www.galvanizeit.org/

9. http://www.chemcolor.si

- 39 -


Viri slik :

[1] http://www.bushman.cc/photos/Another_AST_Bacterial_Corrosion_Problem.jpg

[2] Trethewey K.R., Chamberlain J. : Corrosion for Scienece and Engineering, Longman

Southampton, 1995, str. 25

[3] .( Trethewey K.R., Chamberlain J. : Corrosion for Scienece and Engineering, Longman

Southampton, 1995, str. 269)

[4] (Trethewey K.R., Chamberlain J. : Corrosion for Scienece and Engineering, Longman

Southampton, 1995, str.266)

Viri tabel :

[1] https://www.galvanizeit.org/galvanizingcost/report.php?s=31231

[2] https://www.galvanizeit.org/galvanizingcost/report.php?s=31231

[3] http://www.pocinkovalnica.si/cinkanje/cinkanje-ali- barvanje.html

Viri diagramov :

[1] (http://www.pocinkovalnica.si/cinkanje/cinkanje-ali-barvanje.html

- 40 -


7.PRILOGE 7.1.Seznam slik Slika 2.1. Korozija

Slika 2.2.Teorija prehodnega stanja

Slika 2.3.Nastajanje oksidnega sloja

Slika 2.4.. Rast oksidnega sloja

Slika 2.5. Mikro – razpoke v oksidnem sloju

Slika 2.6. Makro-razpoke v oksidnem sloju

Slika 2.7. Elektrokemična korozija

Slika 2.8. Danijelova celica

Slika 2.9. Korozija različnih faz zlitine

Slika 2.10. Razlika potencialov zaradi različne tehnologije obdelave

Slika 2.11. Korozija zaradi različnih elektrolitov

Slika 2.12. Korozija – vodna linija

Slika 3.1. Preprečevanje zadrževanja vode po ISO 12944-3 standardu

Slika 3.2. Pravilno projektiranje elementov

Slika 3.3. Zaščita z varjenjem


Slika 3.5. Katodna zaščita konstrukcije

Slika 4.1. Celotna konstrukcija

Slika 4.2. Detajli konstrukcije

Slika 4.3. Dimenzije konstrukcije

7.2.Seznam tabel

Tabela 1. Standardni elektrodni potenciali

Tabela 2. Primerjava stroškov galvanizacije in sistema zaščite z barvo

Tabela 3. Primerjava stroškov zaščite za celoten življenjski ciklus

Tabela 4. Primerjava cen stroškov zaščite

7.3.Seznam diagramov

Diagram 1. Celotni stroški različnih sistemov zaščite

- 41 -


7.4. Naslov študenta

Mateja KOVAČIĆ

Pred bregom 47, Pince

9220 Lendava

E-mail : [email protected]

7.5. Kratek življenjepis

Rojena: 18.06.1990 v Mariboru

Šolanje: 1997 – 2005 Osnovna šola Podturen (Hrvaška)

2005 – 2009 Gimnazija Josipa Štolcera Slavenskog, Čakovec (Hrvaška)

2009 - 2012 Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo

korozija in zaŠ Čita jeklenih konstrukcij - core.ac.uk · - 3 - korozija in zaš čita jeklenih...

Documents