Moření a pasivace jako konečná povrchová úprava legovaných antikorozních ocelí

18.8.2020

Legované antikorozní oceli jsou u nás stále více používány všude tam, kde je nutné nebo výhodné zajistit antikorozní vlastnosti bez použití mechanické antikorozní bariéry pouze pomocí vhodně zvoleného materiálu.

V souvislosti s tím také stále častěji vyvstává otázka antikorozní odolnosti těchto ocelí. Často dochází ke vzniku koroze v tepelně ovlivněné zóně svaru, ale i plochách zdánlivě neporušených v místech náletu nebo otěru uhlíkového materiálu, cizího vměstku v povrchu a v místech, kde vlivem tepelného, chemického nebo mechanického namáhání došlo ke změně chemického složení nebo struktury na povrchu materiálu.

Čím je to způsobeno?
Většinou porušenou nebo nekvalitní pasivní vrstvou. Odolnost legovaných antikorozních ocelí proti vzniku koroze je dána mikroskopicky tenkou vrstvou oxidů legujících prvků, tzv. pasivní vrstvou. Ta bývá porušena nejčastěji:

tepelně v oblasti svaru a jeho ovlivněného pásma nebo jiného tepelného namáhání
mechanicky otěrem, náletem a zalisováním cizího materiálu
chemicky

Pokud je pasivní vrstva jakýmkoliv způsobem porušena, je nutné zajistit vznik nové kvalitní pasivní vrstvy. Nutným předpokladem pro vznik bezvadné a účinné pasivní vrstvy je kovově čistý povrch zbavený okují a náběhových barev po svařování a tepelném zpracování, vměstků, otěrů a náletů uhlíkového a jiného cizího materiálu, mechanických nečistot včetně popisů barvami a staré poškozené pasivní vrstvy.

Jak lze dosáhnout kovově čistého povrchu?
Nejvhodnějším a nejúčinnějším způsobem je ve většině případů chemické čištění, tzv. moření.

Při mechanickém opracování nedojde k dokonalému vyčištění povrchu. Při broušení je část okují, náběhových barev a uhlíkového materiálu sice odstraněna, ale zároveň dojde k rozbroušení a rozmazání zbylé části po celém povrchu a při i mírném zvýšení vlhkosti může dojít ke vzniku koroze. Broušení tupým nástrojem, hrubým zrnem a při vysokém úběru mohou vzniknout na povrchu místa s velkým pnutím náchylná v prostředí s vyšším obsahem chloridů k důlkové korozi. Při tryskání zase zůstane část abraziva zaseknutá do povrchu a pod ním zůstanou nečistoty a porušená pasivní vrstva, kterou jsme chtěli původně odstranit. Opět tedy nedosáhneme kovově čistého povrchu a navíc se tryskáním několikanásobně zvětší plocha povrchu a tím i riziko vzniku koroze.

Mořením je naopak možné díky obrovské variabilitě dosáhnout perfektního kovově čistého povrchu prakticky na jakémkoliv výrobku nebo zařízení za přijatelných cenových podmínek. Další předností moření je sjednocení vzhledu povrchu po správně provedeném moření.

Jak dochází ke vzniku pasivní vrstvy?
Ke vzniku pasivní vrstvy dochází na kovově čistém mořeném povrchu dvěma způsoby:

Reakcí kovově čistého povrchu se vzdušným kyslíkem dojde ke vzniku pasivní vrstvy během několika dní (tzv. autopasivace). Tento způsob je dostačující pro běžné použití legovaných antikorozních ocelí.
Použitím pasivačního prostředku dojde okamžitě ke vzniku pasivní vrstvy, která je několikanásobně silnější než při autopasivaci. Provádí se při specielním použití legovaných antikorozních ocelí v energetice, chemickém průmyslu apod. Pracovní postup při použití pasivačního roztoku je stejný jako při moření postřikem, eventuelně v lázni (viz dále).

Jaký je správný pracovní postup při moření?
Moření - bez ohledu na způsob aplikace mořícího prostředku - musí probíhat podle následujícího schématu:

Odmaštění povrchu a odstranění mechanických nečistot.
Aplikace mořícího prostředku.
Působení mořícího prostředku (doba působení je závislá především na typu legované antikorozní oceli, míře znečištění povrchu a na použitém mořícím prostředku).
Oplach vodou o tlaku min. 12 MPa (tlak je důležitý k dokonalému oplachu mořícího prostředku a nečistot i z méně přístupných míst). Při moření malých a jednoduchých dílů je možné místo tlakové vody použít důkladné mechanické očištění hadrem nebo kartáčem pod vodou.

Jak vypadá povrch po moření?
Povrch legované antikorozní oceli musí být po moření kovově čistý bez jakýchkoliv stop po nečistotách všeho druhu (rez, zbytky uhlíkového materiálu, cizí vměstky, náběhové barvy a okuje po svařování a tepelném namáhání, mechanické nečistoty). Mořením dojde ke zmatnění a zároveň sjednocení vzhledu povrchu.

Jaké použít mořící a pasivační prostředky?
Mezi nejznámější a nejpoužívanější mořící prostředky patří výrobky značky ANTOX, které se vyznačují vysokou kvalitou, účinností a vydatností. Výhradním zástupcem této značky je naše firma FK system Brno, s.r.o..

Podle způsobu aplikace mořícího prostředku lze rozdělit moření na tři základní způsoby:

moření ponorem v lázni
moření pastou
moření postřikem

Všechny tři způsoby jsou v případě správného provedení v podstatě rovnocenné co do kvality, moření v lázni je však většinou výrazně levnější a povrch má maximálně jednotný vzhled.

Moření v lázni se provádí ponorem dílů do mořící lázně. Používá se pro moření dílů různé velikosti i tvaru, omezení tvoří velikost vany a manipulační technika, někdy i tvar dílu. Pro moření v lázni se používá prostředek ANTOX 80 E.
Při moření pastami se aplikuje mořící pasta štětcem. Je vhodné pro moření svarů a malých dílů. Pro tento způsob moření jsou určeny mořící pasty ANTOX 71 E a ANTOX 71 E EXTRA, pro moření leštěných dílů ANTOX 3d.
Při moření postřikem se mořící gel aplikuje na výrobek stříkáním, a to buď specielním aplikačním zařízením, nebo jednoduchou postřikovou lahví s pumpičkou (viz obr. 2). Používá se pro moření velkých ploch. Do mořícího prostředku je možné přimíchat barevný indikátor, který usnadňuje rozlišení nastříkaného a nenastříkaného povrchu. Pro moření postřikem jsou určeny mořící gely ANTOX 73 E, ANTOX 73 E PLUS a ANTOX 73 E EXTRA.

Speciálně je možné provádět moření vnitřních povrchů potrubí proplachem mořící lázní včetně odmaštění a moření na kyslíkovou čistotu a čistotu pro farmaceutický průmysl.

Mořící prostředky jsou odstupňovány podle chemického složení od nejméně koncentrovaných (E) pro moření nízko legovaných chromových ocelí přes středně (E PLUS) pro chromniklové austenitické oceli až po silně koncentrované prostředky (E EXTRA) pro moření vysoce legovaných ocelí.

Bezpečnost práce a ochrana životního prostředí při moření.
Mořící prostředky obsahují kyselinu dusičnou HNO3 a fluorovodíkovou HF. Proto jsou klasifikovány jako žíraviny a jedy. Pracovníci musí absolvovat školení BOZP. Je nutné používat speciální ochranné pomůcky. Při moření pastou stačí ochranný obličejový štít, gumový overal a rukavice. Při moření postřikem nebo v lázni je nutné použít ochrannou masku s filtrem proti kyselým exhalacím a celogumový oblek.

Odpadní vody po moření a pasivaci jsou kyselé a obsahují kovy rozpuštěné ze základního materiálu. Proto se musí zachytávat a ekologicky likvidovat.

Může provádět moření a pasivaci každá firma samostatně?
Konečný výsledek moření je závislý na stanovení správného technologického a pracovního postupu, zkušenosti pracovníků, kvalitním technickém vybavení, použití správného a kvalitního mořícího prostředku a dalších činitelích. Zároveň je třeba splnit předpisy o ochraně zdraví a bezpečnosti při práci. Je nutné vyhovět řadě legislativních předpisů a předpisů o ochraně životního prostředí. Z těchto důvodů mohou provádět moření a pasivaci větších dílů postřikem nebo moření v lázni pouze firmy s vlastním schváleným speciálním mořícím pracovištěm. Firmám bez vlastního mořícího pracoviště doporučujeme provádět pouze moření menších dílů pastou nebo gelem.

Moření větších dílů a zařízení postřikem a moření v lázni zajišťuje naše firma. Mořící lázně jsou v Brně, moření velkých dílů postřikem můžeme provést přímo u zákazníka nebo na montáži (viz obr. 3). Zároveň poskytujeme kompletní technický a poradenský servis k otázkám moření a pasivace. Práce provádíme včetně zachycení a likvidace odpadních vod. Pro provádění moření u zákazníka nebo na montáži vlastníme veškerá osvědčení a povolení.

Prováděli jsme moření a pasivaci nejprestižnějších zakázek v ČR a SR včetně kompletního moření technologického zařízení a nádrží na JE Temelín, JE Dukovany a AE Mochovce.

Závěr
Závěrem lze konstatovat, že kvalitně provedené moření a pasivace dávají v případě správné volby legované antikorozní oceli pro daný účel záruku protikorozní funkčnosti a jednotného kovově čistého vzhledu výrobků.

Ing. Petr Kalný, FK system - povrchové úpravy, s.r.o.