Morenie a pasivácia ako konečná povrchová úprava legovaných antikoróznych ocelí

18.8.2020

Legované antikorózne ocele sa u nás stále viac používajú všade tam, kde je nutné alebo výhodné zaistiť antikorózne vlastnosti bez použitia mechanickej antikoróznej bariéry iba pomocou vhodne zvoleného materiálu.

V súvislosti s tým sa tiež stále častejšie vynára otázka antikoróznej odolnosti týchto ocelí. Často dochádza k vzniku korózie v tepelne ovplyvnenej zóne zvaru, ale aj plochách zdanlivo neporušených v miestach náletu alebo oteru uhlíkového materiálu, cudzej prímesy v povrchu a v miestach, kde vplyvom tepelného, chemického alebo mechanického namáhania došlo k zmene chemického zloženia alebo štruktúry na povrchu materiálu .

Čím je to spôsobené?
Väčšinou narušenou alebo nekvalitnou pasívnou vrstvou. Odolnosť legovaných antikoróznych ocelí proti vzniku korózie je daná mikroskopicky tenkou vrstvou oxidov legujúcich prvkov, tzv. pasívnou vrstvou. Tá býva porušená najčastejšie:

tepelne v oblasti zvaru a jeho ovplyvneného pásma alebo iného tepelného namáhania
mechanicky oterom, náletom a zalisovaním cudzieho materiálu
chemicky

Ak je pasívna vrstva akýmkoľvek spôsobom porušená, je nutné zaistiť vznik novej kvalitnej pasívnej vrstvy. Nutným predpokladom pre vznik bezchybnej a účinnej pasívnej vrstvy je kovovo čistý povrch zbavený okují a nábehových farieb po zváraní a tepelnom spracovaní, inklúzií, oterov a náletov uhlíkového a iného cudzieho materiálu, mechanických nečistôt vrátane popisov farbami a starej poškodenej pasívnej vrstvy.

Ako možno dosiahnuť kovovo čistého povrchu?
Najvhodnejším a najúčinnejším spôsobom je vo väčšine prípadov chemické čistenie, tzv. morenie.

Pri mechanickom opracovaní nedôjde k dokonalému vyčisteniu povrchu. Pri brúsení je časť okují, nábehových farieb a uhlíkového materiálu síce odstránená, ale zároveň dôjde k rozbúseniu a rozmazaniu zvyšnej časti po celom povrchu a už pri miernom zvýšení vlhkosti môže dôjsť k vzniku korózie. Brúsením tupým nástrojom, hrubým zrnom a pri vysokom úbere môžu vzniknúť na povrchu miesta s veľkým pnutím náchylné v prostredí s vyšším obsahom chloridov k jamkovej korózii. Pri tryskaní zase zostane časť abrazíva zaseknutá do povrchu a pod ním zostanú nečistoty a porušená pasívna vrstva, ktorú sme chceli pôvodne odstrániť. Opäť teda nedosiahneme kovovo čistého povrchu a navyše sa tryskaním niekoľkonásobne zväčší plocha povrchu a tým aj riziko vzniku korózie.

Morením je naopak možné vďaka obrovskej variabilite dosiahnuť perfektného kovovo čistého povrchu prakticky na akomkoľvek výrobku alebo zariadení za prijateľných cenových podmienok. Ďalšou prednosťou morenia je zjednotenie vzhľadu povrchu po správne vykonanom morení.

Ako dochádza k vzniku pasívnej vrstvy?
K vzniku pasívnej vrstvy dochádza na kovovo čistom morenom povrchu dvoma spôsobmi:

Reakciou kovovo čistého povrchu so vzdušným kyslíkom dôjde ku vzniku pasívnej vrstvy v priebehu niekoľkých dní (tzv. autopasivácia). Tento spôsob je dostačujúci pre bežné použitie legovaných antikoróznych ocelí.
Použitím pasivačného prostriedku dôjde okamžite k vzniku pasívnej vrstvy, ktorá je niekoľkonásobne silnejšia ako pri autopasivácii. Vykonáva sa pri špeciálnom použití legovaných antikoróznych ocelí v energetike, chemickom priemysle a pod. Pracovný postup pri použití pasivačného roztoku je rovnaký ako pri morení postrekom, eventuálne v kúpeli (viď ďalej).

Aký je správny pracovný postup pri morení?
Morenie - bez ohľadu na spôsob aplikácie moriaceho prostriedku - musí prebiehať podľa nasledujúcej schémy:

Odmastenie povrchu a odstránenie mechanických nečistôt.
Aplikácia moriaceho prostriedku.
Pôsobenie moriaceho prostriedku (doba pôsobenia je závislá predovšetkým od typu legovanej antikoróznej ocele, mieri znečistenia povrchu a na použitom moriacom prostriedku).
Oplach vodou s tlakom min. 12 MPa (tlak je dôležitý k dokonalému oplachu moriaceho prostriedku a nečistôt aj z menej prístupných miest). Pri morení malých a jednoduchých dielov je možné namiesto tlakovej vody použiť dôkladné mechanické očistenie handrou alebo kefou pod vodou.

Ako vyzerá povrch po morení?
Povrch legovanej antikoróznej ocele musí byť po morení kovovo čistý bez akýchkoľvek stôp po nečistotách všetkého druhu (hrdza, zvyšky uhlíkového materiálu, cudzie inklúzie, nábehové farby a okuje po zváraní a tepelnom namáhaní, mechanické nečistoty). Morením dôjde ku zmatneniu a zároveň zjednoteniu vzhľadu povrchu.

Aké použiť moriace a pasivačné prostriedky?
Medzi najznámejšie a najpoužívanejšie moriace prostriedky patria výrobky značky ANTOX, ktoré sa vyznačujú vysokou kvalitou, účinnosťou a výdatnosťou. Výhradným zástupcom tejto značky je naša firma FK system Brno, s.r.o.

Podľa spôsobu aplikácie moriaceho prostriedku možno rozdeliť morenie na tri základné spôsoby:

morenie ponorom v kúpeli
morenie pastou
morenie postrekom

Všetky tri spôsoby sú v prípade správneho prevedenia v podstate rovnocenné čo do kvality, morenie v kúpeli je však väčšinou výrazne lacnejšie a povrch má maximálne jednotný vzhľad.

Morenie v kúpeli sa vykonáva ponorom dielov do moriacej kúpeľa. Používa sa pre morenie dielov rôznej veľkosti i tvaru, obmedzenie tvorí veľkosť vane a manipulačná technika, niekedy aj tvar dielu. Pre morenie v kúpeli sa používa prostriedok ANTOX 80 E.
Pri morení pastami sa aplikuje moriaca pasta štetcom. Je vhodné pre morenie zvarov a malých dielov. Pre tento spôsob morenia sú určené moriace pasty ANTOX 71 E a ANTOX 71 E EXTRA, pre morenie leštených dielov ANTOX 3d.
Pri morení postrekom sa moriaci gél aplikuje na výrobok striekaním, a to buď špeciálnym aplikačným zariadením, alebo jednoduchou postrekovou fľašou s pumpičkou (viď obr. 2). Používa sa pre morenie veľkých plôch. Do moriaceho prostriedku je možné primiešať farebný indikátor, ktorý uľahčuje rozlíšenie nastriekaného a nenastriekaného povrchu. Pre morenie postrekom sú určené moriace gély ANTOX 73 E, ANTOX 73 E PLUS a ANTOX 73 E EXTRA.

Špeciálne je možné vykonávať morenie vnútorných povrchov potrubí preplachom moriacim kúpeľom vrátane odmasťovania a morenia na kyslíkovú čistotu a čistotu pre farmaceutický priemysel.

Moriace prostriedky sú odstupňované podľa chemického zloženia od najmenej koncentrovaných (E) pre morenie nízko legovaných chrómových ocelí cez stredne (E PLUS) pre chrómniklové austenitické ocele až po silne koncentrované prostriedky (E EXTRA) pre morenie vysoko legovaných ocelí.

Bezpečnosť práce a ochrana životného prostredia pri morení.
Moriace prostriedky obsahujú kyselinu dusičnú HNO3 a fluorovodíkovou HF. Preto sú klasifikované ako žieraviny a jedy. Pracovníci musia absolvovať školenie BOZP. Je nutné používať špeciálne ochranné pomôcky. Pri morení pastou stačí ochranný štít na tvár, gumový overal a rukavice. Pri morení postrekom alebo v kúpeli je nutné použiť ochrannú masku s filtrom proti kyslým exhalátom a celogumový oblek.

Odpadové vody po morení a pasivácii sú kyslé a obsahujú kovy rozpustené zo základného materiálu. Preto sa musia zachytávať a ekologicky likvidovať.

Môže vykonávať morenie a pasiváciu každá firma samostatne?
Konečný výsledok morenia je závislý na stanovení správneho technologického a pracovného postupu, skúsenosti pracovníkov, kvalitnom technickom vybavení, použití správneho a kvalitného moriaceho prostriedku a ďalších činiteľoch. Zároveň je potrebné splniť predpisy o ochrane zdravia a bezpečnosti pri práci. Je nutné vyhovieť rade legislatívnych predpisov a predpisov o ochrane životného prostredia. Z týchto dôvodov môžu vykonávať morenie a pasiváciu väčších dielov postrekom alebo morenie v kúpeli len firmy s vlastným schváleným špeciálnym moriacim pracoviskom. Firmám bez vlastného moriaceho pracoviska odporúčame vykonávať iba morenie menších dielov pastou alebo gélom.

Morenie väčších dielov a zariadení postrekom a morenie v kúpeli zabezpečuje naša firma. Moriace kúpele sú v Brne, morenie veľkých dielov postrekom môžeme vykonať priamo u zákazníka alebo na montáži (viď obr. 3). Zároveň poskytujeme kompletný technický a poradenský servis k otázkam morenia a pasivácie. Práce vykonávame vrátane zachytenia a likvidácie odpadových vôd. Pre realizáciu morenia u zákazníka alebo na montáži vlastníme všetky osvedčenia a povolenia.

Robili sme morenie a pasiváciu najprestížnejších zákaziek v ČR a SR vrátane kompletného morenia technologického zariadenia a nádrží na JE Temelín, JE Dukovany a AE Mochovce.

ZÁVER
Záverom možno konštatovať, že kvalitne vykonané morenie a pasivácia dávajú v prípade správnej voľby legovanej antikoróznej ocele pre daný účel záruku protikoróznej funkčnosti a jednotného kovovo čistého vzhľadu výrobkov.

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