34

nekim od prethodnih brojevaNBN povremeno smo pisali okoroziji, ali nikada do sada nismo

temeljito obradili ovaj proces, odnosnonismo ovoj temi dali prostora koji onazaista zaslužuje. Korozija je problem skojim se susreće svaki vlasnik plovila, aline samo plovila. Korozije ima svuda okonas, ali na plovilu koje je uronjeno umore, a koje je ujedno i elektrolit, učincikorozije vidljivi su posvuda. Na nekinačin stupanj korozije pojedinih dijelovaplovila stvara opći dojam o vašemplovilu, a time indirektno utječe i nacijenu plovila kada ga želite prodati. Ostupnju korozije pojedinih vitalnih me-talnih dijelova ovisi sigurnost posade iplovila. Da nema procesa korozije velikiželjezni trgovački brodovi mogli bi plovi-

Svaki iskusni nautičar odmah će prepoznatiznakove korozije, bez obzira na to gdje se

ona pojavila, ali kada treba objasniti o čemuje zapravo riječ, kako i zbog čega nastaje, a

posebno kako spriječiti ili barem usporitinjezino razorno djelovanje, nailazimo na

podosta konfuznih i kontradiktornih tumačenja.Posebno kada je riječ o tome kako se zaštititi od

korozije. Stoga ćemo u ovom i par sljedećih nastavakapokušati pojasniti i približiti ovu problematiku

ti desecima godina, samo bi mijenjalipotrošne dijelove motora ili opreme.Međutim baš zbog korozije njihov vijektrajanja je relativno kratak.

Prepoznavanje korozijeTaman kada mislimo da smo se

riješili korozije time što smo nešto dobroočistili i preventivno premazali bojom,lakom ili pocinčali, korozija ponovnonapada! Osim što je ružna, može biti ivrlo opasna. Pojavljuje se na svimdijelovima, plovila: osovini, propeleru,

kormilu, natezačima, sajlama, vijcima isvim metalnim priključcima na oplati,motoru i ispuhu, a njeni znakovi vidljivisu posvuda, na drvu, metalu, prokro-mu, aluminiju, mjedi ali i na svim osta-lim dijelovima plovila. Zamjećujemo jekao piting, male točkice hrđe na prokro-mu, ali i kao velike mrlje hrđe na že-ljeznim dijelovima, kao bijeli prah naaluminiju, zelenu tvar na mjedenoj(mesinganoj) površini, na bronci, pačak i na drvu. Možda vam ovo zvučičudno, ali proces korozije može ugrozi-

Korozija

U

Noćna mora za vlasnike plovila

031-045.qxd 12.4.2007 12:16 Page 34

eelleekkttrriikkaa ii eelleekkttrroonniikkaa

35

broj 449 / listopad 22005.

ti i drvene dijelove plovila, o čemu ćemoriječ-dvije reći kasnije.

Svaki iskusni nautičar odmah ćeprepoznati znakove korozije bez obzirana to gdje se ona pojavila, ali kadatreba objasniti o čemu je zapravo riječ,kako i zbog čega nastaje, a posebnokako je spriječiti ili barem usporiti njenorazorno djelovanje, tada u objašnjenji-ma često vlada poprilična konfuzija jersu ona često proturječna. Posebno kadaje riječ o tome kako se zaštititi od koro-zije. Neki tvrde da svu opremu trebauzemljiti i povezati, dok drugi smatrajuda samo neke dijelove treba uzemljiti, ada neke dijelove uopće ne treba štiti.Ovako različiti savjeti i objašnjenjaunose popriličnu zbrku i djeluju zbu-njujuće na vlasnike plovila, a često iproizvođači podliježu ovoj konfuziji, paproblem zaštite od korozije možeteimati i s novim plovilom.

Do korozije može doći na metaluizloženom slanoj vodi ili samo zraku ukojem ima morske vode u oblikukapljica. U svakom slučaju korozijumoramo imati pod kontrolom jer uprotivnom troškovi popravka ili zam-jene pojedinih dijelova mogu biti vrlovisoki. Nerijetko mogu biti i uzrokomhavarija ili većih oštećenja koja moguugroziti i plovilo i posadu.

Što je to korozija ?Najkraće rečeno, korozija je

destrukcijski proces na površini metalakoji nastaje u reakciji s medijem koji gaokružuje. U većini slučajeva to je elek-trokemijski proces odnosno reakcija.Ona može nastati i mehaničkim djelo-vanjem npr. kavitacijska korozija koja

nastaje na propeleru ili nekim drugimdijelovima koji se brzo kreću krozmedij. No u našim razmatranjimaograničit ćemo se samo na elektrokemij-ske vrste korozije.

Za potpuno razumijevanje ovogprocesa neophodno je elementarno poz-navanje strukture materijala bolje rečenoatoma. Vrlo pojednostavnjeno; atom sesastoji od pozitivnih i negativnih česticaodnosno iona. Uslijed električnognapona, a uz pomoć medija, tj. elek-trolita, dijelovi odnosno čestice atomaputuju s atoma jednog metala na atomdrugog metala. Pri tome metal koji gubičestice polako nestaje ili pojednostav-ljeno rečeno biva "pojeden" ili se zbogpromjene strukture atoma mijenja kemij-ski sastav, pa se površina metala kemij-ski mijenja u oksidne spojeve.

Već smo rekli da je korozija vrlokompleksan elektrokemijski proces. Ustručnim publikacijama, ovisno oautoru, naći ćete opise dvadesetakrazličitih vrsta korozijskih procesa. Mićemo se ograničiti samo na tri osnovnekategorije karakteristične za plovilo u

slanom morskom okruženju, kojenajčešće napadaju naše plovilo i bitnoutječu na njegovo opće stanje.

Vrste korozijeJednostavna elektrokemijska

korozijaU ovoj vrsti korozije uključen je

samo jedan metal, i to čist kao što jenpr. čelik, aluminij, cink ili neka legurapoput bronce, mjedi, nehrđajućeg čeli-ka (inox), koji je u kontaktu s elektroli-

tom. Elektrokemijska korozija možedjelovati u zraku ili pod vodom. Ovajproces se odvija stalno, ali vrlo sporo.Npr. novi aluminijski jarbol vrlo brzoprekrije tanki sloj aluminijevog oksidakoji je uzrokovala ova vrsta korozije.

Galvanska korozijaGalvanska korozija je korozija

između dva ili više različitih metalaOna se javlja kod metala koji imajurazličiti elektrokemijski potencijal (vidiSlika 2 - Proces galvanske korozije - kada su dva različita metala u elektrolitu

Slika 1 - Proces galvanske korozije - kad je jedan metal u elektrolitu

Premazivanje bojom ne zaustavlja pro-ces korozije

031-045.qxd 12.4.2007 12:16 Page 35

eelleekkttrriikkaa ii eelleekkttrroonniikkaa

36

Nova burza nautike

tablicu elektrokemijskih potencijalapojedinih metala ili legura), a među-sobno su povezani preko elektrolita iliprovodnika. Tok struje između nave-denih metala koji nastaje zbog razlikepotencijala između njih, uzrokujekoroziju odnosno nestajanje metala snižim električnim potencijalom kojinazivamo anodom. Metal s višim elek-tričnim potencijalom nazivamokatodom. Metali moraju biti povezanimetalnim provodnikom ili u izravnomdodiru s elektrolitom kao što su slanavoda ili slani zrak. Proces galvanskekorozije je taj koji je odgovoran zanagrizanje cink-protektora, na podvod-nom dijelu plovila. Cink protektor je unašem slučaju anoda (slika 1 i 2).

Elektrolitska korozijaElektrolitska korozija nastaje kada su

dva različita metala u dodiru s elektroli-tom, ali u ovom slučaju korozija nastajezbog električne struje koja teče između ovadva metala, a koja dolazi sa strane. Onase događa npr. kada pozitivni vodič napumpi kaljuže ide izravno kroz motorpumpe, a na prekidaču ili plovku zauključivanje kaljužne pumpe prekidamonegativni vodič, ili ako jednostavno imamoproboj pozitivnog vodiča na bloku motoraili u vodi kaljuže. Ova vrsta korozije semože događati istovremeno s galvanskomkorozijom. Međutim njeni učinci u nega-tivnom smislu mogu biti vrlo brzi i dra-matični. U roku od nekoliko mjeseci moguu potpunosti nestati pojedini dijelovi stro-jeva ili opreme, npr. nestane rotor nekepumpe ili dio propelera. Stoga je važnošto ranije otkriti mjesta na kojem je došlodo proboja i što ranije otkloniti kvar.

Korozijski procesDa bi uopće došlo do korozije moraju

biti uključena četiri elementa. To suanoda, katoda, metalni provodnik i elek-trolit. Pri tome katoda i anoda moraju biti

u kontaktu s elektrolitom. Ova četiri ele-menta čine galvansku ćeliju (slika 3).

Kisik i vodik također sudjeluju u pro-cesu korozije. Ili su prisutni u zraku ili kaoprodukt kemijske reakcije razlaganja vodena vodik i kisik. Proces korozije tj. brzinai djelovanje ovisi i o temperaturi medija, uovom slučaju morske vode, kao i njenogsastava, posebno udjela soli. Veća slanosti viša temperatura uzrokuju i bržu korozi-ju. Brzina protoka odnosno kretanja plovi-la također utječe na koroziju. Brže kreta-nje plovila uzrokuje i brži proces korozije.Naravno, u zatvorenim područjima mari-

Slika 3 - Jednostavna galvanska ćelija.Struja, odnosno tok elektrona ide sanode prema katodi preko metalnogprovodnika. U elektrolitu ioni putujudvosmjerno, pozitivni ioni putujuprema negativnoj anodi, a negativniioni prema pozitivnoj katodi

na i lučica gdje je i zagađenost morarazličitim organizmima i kemijskim spoje-vima veća i proces korozije je brži, bezobzira na to što plovilo zapravo miruje.

Koroziju možemo promatrati kaoborbu prirode da ono što smo izvukli izzemlje vrati u prvobitno stanje! Iz zemljevadimo željezne rude, u osnovi željeznioksid koji se preradom pretvara u željezo.Proces korozije pretvara željezo u hrđu,odnosno ponovno u metalni oksid kakav jebio prije prerade.

Metalni oksid bilo kojeg metala kraj-nji je produkt korozije. Slično se događa is aluminijem, ali i bezbroj drugih stvarikoje nas okružuju. Priroda se samapobrinula da se stvari recikliraju. Među-tim ne ponašaju se u procesu korozije svimetalni oksidi jednako. Kod aluminija

Bezazleno, ali ružno

Odavde mogu početi ozbiljni problemi

031-045.qxd 12.4.2007 12:16 Page 36

eelleekkttrriikkaa ii eelleekkttrroonniikkaa

37

broj 449 / listopad 22005.

izloženog atmosferskim utjecajima na površini se vrlo brzo stvorisloj metalnog oksida koji poput zaštitnog filma štiti aluminij oddaljnje korozije. Ovaj film je vrlo kompaktan i zatvara sve pore,tako da kisik ne može prodrijeti u unutrašnjost i nastaviti proceskorozije. Naravno da se ni sve vrste aluminijskih legura umorskom okruženju ne ponašaju jednako. Zato u našem slučajuuzimamo u obzir samo one vrste proizvedene baš za ovu nam-jenu; npr. AlMg4,5 i slične.

Nasuprot tome, hrđa tj. željezni oksid je vrlo porozan ine predstavlja nikakvu branu za daljnju koroziju. Kadaproces korozije na željeznoj površini započne skoro ga jenemoguće zaustaviti bez radikalnih zahvata u strukturumaterijala (brušenje, pjeskarenje, rezanje).

ZaključakU uvjetima kada nema vanjskih utjecaja korozija je vrlo spor

proces, posebno ako je riječ o legurama bakra npr. bronca. Prob-lemi počinju kada su uključeni jedan ili više vanjskih faktora kojiovisno o vrsti i brojnosti dramatično ubrzavaju ovaj proces. Nekood tih glavnih utjecaja su:

- jakost odnosno koncentracija elektrolita, - temperatura elektrolita,- oplakuje li elektrolit metal ili se proces događa u statičnim uvjetima,- zagađenost elektrolita kemikalijama i organizmima,- vrsta električnog (mehaničkog) kontakta između različitih metala,- napon i jakost električne struje,- način spajanja žrtvenih anoda,- mjesto i broj žrtvenih anoda,

TABLICA ELEKTROKEMIJSKIH POTENCIJALAZA NEKE METALE I LEGURE

Magnezij i legure magnezija -1,60 do -1,63 VCink -0,98 do -1,03 VAluminijske legure -0,76 do -1,00 VMekani i visoko legirani čelici -0,60 do -0,71 VNehrđajući čelik 304 nepasiviziran -0,46 do -0,58 VNerhđajući čelik 316 nepasiviziran -0,43 do -0,54 VAluminijska bronca -0,31 do -0,42 VČisti kalaj (kositar) -0,31 do -0,32 VBakar -0,30 do -0,57 VNerhđajući čelik za osovine (UNS S 20910) -0,25 do +0,06 VBronca -0,24 do -0,31 VOlovo -0,19 do -0,25 VNikal -0,10 do -0,20 VNehrđajući čelik 304 pasiviziran -0,05 do -0,10 VTitan -0,05 do -0,06 VNerhđajući čelik 316 pasiviziran -0,00 do -0,10 VZlato +0,10 do +0,22 VPlatina +0,19 do +0,25 VGrafit +0,20 do +0,30 V

Potencijalna razlika koja postoji između različitih metala iotopina njihovih soli određuje se prema standardnoj vodikovojelektrodi pri određenom tlaku tj. u laboratorijskim uvjetima.

U tablici su ove vrijednosti korigirane prema realnim uvjeti-ma koji vladaju u morskom okruženju, slanosti i temperaturimora. (prema ABYC standard E-2.)

Svi metali mogu korodirati. Čisti metali poput čelika ili alu-minija korodiraju u pravilu brže nego njihove legure kao što sunehđajući čelici ili bronca, a svi se oni klasificiraju premamolekularnoj strukturi i električnom potencijalu.

Metali s većim negativnim predznakom korodiraju brže odmetala s višim elektrokemijskim potencijalom. Što je razlikapotencijala između dva metala veća, odnosno što su oni u tabli-ci međusobno više udaljeni, to je tok struje veći, a time i proceskorozije anode (metala s većim negativnim potencijalom) brži.

U tablici nije specificirana legura aluminija i cinka od kojese proizvode žrtvene anode (cink-protektori). Potencijal za ovuleguru ne smije biti viši od -1,100 V.

Utjecaj korozije na drvo Dvije stvari se događaju tijekom korozijskog procesa.

Atomi metala nestaju s anode. To je korozija. Pri tomeioni putuju kroz morsku vodu. Oni mogu formiratizaštitni sloj na katodi ili proizvesti alkalne spojeve kojinapadaju drvo.

Ako voda sadrži više kisika i vodika (OH-) nego vodi-ka (H+), kažemo da je voda kisela. Morska voda je u nor-malnoj situaciji blago kisela. Ako vodikov oksid koji proizvo-di katoda nije u ravnoteži s reakcijom anode (žrtvene anodenema ili je pogrešno postavljena) i ako se on koncentrira okokatode, što je slučaj kada brod miruje u zatvorenim vodamamarine ili lučice, voda u okolici katode postaje ekstremnokisela. Ona pak uzrokuje rastvaranje lignina koji je osnovnovezivo među celuloznim vlaknima u drvu i koji daje čvrstoćustanicama drva. Ovu pojavu nazivamo alkalna delignifikaci-ja i najčešće se događa oko brončanih, mjedenih ili ispustaod nehrđajućeg čelika na podvodnim dijelovima drvenogbroda. Prepoznajemo je po sitnim bijelim kristalićima kojise nakupljaju oko ispusta. Drvo postaje mekano i porozno.Iz navedenog je jasno da je ispust u ovom slučaju katoda ida s antikorozivnom zaštitom nešto nije u redu.

Dodatne probleme s korozijom može dodatno zakomplicirati:- način na koji je cijeli brodski sustav uzemljen,- iako je u cijeli sustav uključena i gromobranska instalacija

Jednostavnim i kvalitetnim testovima možemo odrediti kolikoje naše plovilo potencijalno ugroženo korozijom, što znači daprobleme možemo preduhitriti ili ako već postoje onda ih je odgo-varajućom metodom moguće riješiti ili barem ublažiti. U svakomslučaju proces korozije možemo nadzirati i kontrolirati kako ne bidošlo do ozbiljnijih problema.

Ali prije nego dođemo do ovog dijela, potrebno je malopodrobnije objasniti neke procese. Stoga ćemo u sljedećem brojumalo podrobnije objasniti jednostavnu elektrokemijsku, galvanskui elektrolitsku koroziju i mjesta gdje se one javljaju u praksi.

Marko Cvitanić

031-045.qxd 12.4.2007 12:16 Page 37