ECOLOGICAL ASPECTS OF PROTECTION AGAINST CORROSION EKOLOGICKÉ ASPEKTY OCHRANY PROTI KOROZI

Transkript

1 ECOLOGICAL ASPECTS OF PROTECTION AGAINST CORROSION EKOLOGICKÉ ASPEKTY OCHRANY PROTI KOROZI Dvořák A. Ústav základů techniky a automobilové dopravy, Agronomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno, Česká republika. advorak@mendelu.cz ABSTRACT This article deals with laboratory experiments focused on protective effects of coating matters designed for protection of rusted steel surfaces. For these experiments we chose two synthetic paints and two water-soluble paints (synthetic paints: Hammerite No.1 Rustbeater, Hostagrund; water-soluble paints: Ethernal antikor special, Antirezin). I also provide the description of the equipment of corrosion laboratory. Key words: corrosion, corrosion laboratory, paints ABSTRAKT Tento příspěvek se zabývá laboratorními experimenty zaměřenými na ochranný efekt nátěrových hmot navržených na ochranu zkorodovaných povrchů kovů. Pro experimenty byly vybrány 2 syntetické a 2 vodou ředitelné nátěrové hmoty (syntetické NH: Hammerite No.1 Rustbeater, Hostagrund; vodouředitelné NH: Ethernal antikor special, Antirezin. V příspěvku je také popsáno vybavení korozní laboratoře. Klíčová slova: koroze, korozní laboratoř, nátěrové hmoty ÚVOD Tento příspěvek je zaměřen na problematiku výzkumu vlastností nátěrových hmot v podmínkách laboratoře naší univerzity z hlediska ekologického a zároveň z hlediska zavedení systému čistší produkce. Cílem výzkumu je ověřit, zda tyto nátěrové hmoty stabilizují zkorodovanou vrstvu na povrchu kovu, jak uvádějí někteří výrobci. MATERIÁL V současné době v laboratoři probíhá v rámci disertační práce výzkum nátěrových hmot určených výrobcem přímo na zkorodované povrchy. Jedná se o následující nátěrové hmoty: Hammerite No.1 Rustbeater (syntetická NH) Hostagrund (syntetická NH) Ethernal Antikor Special (vodou ředitelná NH) Antirezin (vodou ředitelná NH) 1

2 Nátěrové hmoty byly naneseny na vzorky z ocelového plechu třídy 11 o rozměrech 160 x 65 x 65, tl.0,5 mm. Polovina vzorků měla před nanášením NH povrch čistý a polovina zkorodovaný. Vzorky byly také před nanášením NH odmaštěny organickým rozpouštědlem a u zoxidovaných vzorků byla ocelovým kartáčem odstraněna volná rez. METODIKA Vlastní výzkum bude prováděn zrychlenými korozními zkouškami: V kondenzační komoře s destilovanou vodou dle ČSN V kondenzační komoře s SO 2 dle ČSN ISO 6988 V kondenzační komoře se solnou mlhou dle DIN 50017, DIN a ASTM B117 (viz.obr. 1) Před zkouškou bude u vzorků hodnoceno: Tloušťka nátěru, tloušťka zkorodované vrstvy dle ČSN EN ISO 2808 Přilnavost nátěru dle ČSN ISO 2409 Tažnost nátěru dle ČSN EN ISO 1520 Barevný odstín dle ČSN Lesk dle ČSN V průběhu zkoušky bude hodnoceno prokorodování, puchýře, projevy koroze, změna barevného odstínu a změna lesku. Po zkoušce pak tloušťka nátěru, přilnavost, tažnost, prokorodování, změna barevného odstínu a změna lesku. Ke zjištění stabilizace zkorodované vrstvy kovu bude využito metalografie. Vybavení pro tyto zkoušky se instaluje. CHARAKTERISTIKA NÁTĚROVÝCH HMOT VE VZTAHU K ŽIVOTNÍMU PROSTŘEDÍ Nátěrové hmoty jsou nejrozšířenější povrchovou ochranou kovů proti korozi. Chrání kov vytvořením bariéry mezi kovem a prostředím, působením inhibitorů koroze nebo elektrochemicky. Mezi nejčastěji používané NH řadíme vodouředitelné a syntetické NH. Jsou to chemické látky, které mohou: znečišťovat životní prostředí nebezpečnými odpady poškozovat zdraví lidí při aplikaci NH poškozovat zdraví lidí látkami obsaženými v nátěru Ke snížení těchto nežádoucích vlivů byla schválena řada zákonů na ochranu životního prostředí a k ochraně zdraví lidu a jsou vyráběny tzv. NH ekologické a NH zdravotně nezávadné. 2

3 1. NH ekologické K nátěrovým hmotám ekologickým řadíme NH, u kterých je významně snížen vliv škodlivých látek na životní prostředí. Patří sem: NH bez obsahu (nebo se sníženým obsahem) organických rozpouštědel - vodové, práškové a vysokosušinové NH bez obsahu pigmentů na bázi těžkých kovů 2. NH vodouředitelné Jsou vyráběny na bázi: vodouředitelných pryskyřic disperzí (emulzí) pojiva ve vodě NH na bázi vodou ředitelných pryskyřic obsahují až 25% organických rozpouštědel a jsou rozšířeny zejména v technologiích elektrochemického základování automobilových karoserií. NH na bázi disperzí obsahují max.10% organických rozpouštědel. Nátěrový film vzniká přibližováním rozptýlených částeček pojiva při odpařování vody. Tyto NH mají stále větší uplatnění ve stavebním průmyslu pro aplikaci na zdivo a dřevo. Je vyvinuta i řada NH k povrchové ochraně kovů. K nevýhodám těchto NH patří: požadavek na perfektní předúpravu povrchu (odmaštění) sklon k tzv. bleskové korozi k jemnému zkorodování povrchu při zasychání NH. Tento problém se většinou řeší přípravky inhibitorů koroze, které následně snižují odolnost nátěrů proti vodě. vyšší nároky na energii při sušení vyšší nároky na teplotu a rel.vlhkost při nanášení a uskladnění NH Vzhledem k nízkému obsahu organických rozpouštědel patří vodouředitelné NH k NH se sníženou ekologickou zátěží. Vedle toho mohou obsahovat toxické látky jako biocidy a koalescenty, dále volný formaldehyd, případně volný izokyanát. 3. Ekologicky šetrný výrobek NH Vodouředitelné NH, které splňují limity škodlivých látek dané směrnicí pro ekologicky šetrný výrobek, mohou být označovány značkou Ekologicky šetrný výrobek. Tato značka slouží k lepší orientaci zákazníka při nákupu NH. Nenahrazuje tzv. atest zdravotní nezávadnosti závazný posudek hygienika ČR pro přímý styk s potravinami a pitnou vodou. Některé mají atest pro použití ve vnitřním uzavřeném prostoru. 3

4 Ochranná známka Ekologicky šetrný výrobek je vydávána jako certifikát na hlavičkovém papíře Ministerstva životního prostředí ČR a je propůjčován na dobu určitou Českým ekologickým ústavem Agenturou pro ekologicky šetrné výrobky. 4. NH Zdravotně nezávadné NH, pro které byl vypracován kladný posudek hygienika ČR jsou tzv. zdravotně nezávadné, i když nepatří k NH ekologickým. Např. NH rozpouštědlové U 2058 / 1000: pro přímý styk s potravinami do Pouze tyto NH hmoty by měli být používány k povrchovým ochranám přicházejícím do přímého styku s potravinami a pitnou vodou. VYBAVENÍ KOROZNÍ LABORATOŘE 1. Korozní diagnostický přístroj komora na solnou mlhu Korozní laboratoř je vybavena korozním diagnostickým přístrojem S 1000 M TR (Typ č ), který byl speciálně navržen pro kondenzační vodní zkoušky, tj. podle norem DIN nebo testů solnou mlhou podle norem DIN a ASTM B117. Obr. 1: Korozní diagnostický přístroj S 1000 M TR 2. Ekologický mycí stůl IBS F Ekologický mycí stůl IBS F slouží k čištění a odmašťování vzorků před aplikací konzervačních nebo nátěrových hmot. Účinné, bezoplachové odmašťování za studena je řešeno speciálními odmašťovacími kapalinami IBS. V mycím stole se pomocí spínače uvede do chodu čerpadlo, které dopraví kapalinu na mycí plochu a tam znečištěné díly průtokovým štětcem omyjeme. Použitá kapalina odtéká zpět do sudu, kde se nečistoty usazují, a kapalina je znovu čerpána k mytí. Zařízení není vybaveno filtry, při běžném odmašťování jich není zapotřebí a k dlouhé životnosti kapaliny postačí schopnost kapaliny výrazně Obr. 2: Ekologický mycí stůl IBS F 4

5 sedimentovat nečistoty v sudu mycího stolu. Tento způsob použití vyhovuje i před povrchovými úpravami. Pokud by však některá technologie vyžadovala použití filtru, je možné na přání zákazníka mycí stůl filtrem vybavit. 3. Stolový box pro nanášení NH V laboratoři je dále umístěn stolový box pro nanášení tekutých nátěrových hmot se suchým odlučovacím systémem. Třístupňový suchý filtrační systém boxu slouží s vysokou účinností (více jak 99,5%) k zachycování kapalných a pevných částic přestřiků NH ze vzduchu, který je odsáván z pracovního prostoru boxu a odváděn poté do okolního prostředí. Jednotky s aktivním uhlím, umístěné přímo v zadním dílu boxu, zachycují plynné emise do takové míry, aby byly splněny emisní limity povolené Zákonem o ochraně ovzduší před znečisťujícími látkami č. 211/1994 Sb. NH jsou v boxu nanášeny klasickou stříkací technologií. Obr.3: Stolový box pro nanášení tekutých nátěrových hmot se suchým odlučovacím systémem ODPADOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ ZAVEDENÍ SYSTÉMU ČISTŠÍ PRODUKCE S činností zkušební laboratoře je neoddělitelně spojen vznik odpadů. Jedná se o odpady kapalné, plynné a pevné. Již při návrhu vybavení laboratoře bylo pamatováno na co možná nejšetrnější vliv na životní prostředí. Z velké části návrh vycházel z principů čistší produkce, přičemž jeden z hlavních bodů nebylo možné přímo splnit. Jde o prevenci, tedy snížení množství a toxicity odpadů (tuhých, kapalných i plynných) přímo u zdroje jejich vzniku, laboratoř však potřebuje pro svoji činnost používat i takovéto látky. Využitím moderních technologií, které již byly blíže popsány v kap.1 a pro přehlednost jsou ještě uvedeny v tab.1., se však podařilo minimalizovat i emise těchto látek. Při zneškodňování odpadů je nutno postupovat v souladu se zákonem č.185/2001 Sb. o odpadech, ve znění prováděcích předpisů (vyhlášky MŽP č.381/2001 Sb. Katalog odpadů, vyhlášky MŽP č.383/2001 Sb. o podrobnostech nakládání s odpady). V rámci MZLU Brno jsou nebezpečné odpady zneškodňovány formou služeb jednou ze tří brněnských firem starajících se o zneškodňování odpadů. 5

6 Tab. 1: Přehled míst vzniku odpadu, jeho druhu a způsobu zneškodňování Místo vzniku odpadu odmašťovací stůl IBS-F stolový stříkací box komora na solnou mlhu S 1000M-TR Druh odpadu odmašťovací roztok výpary z organických Obaly plechovky rozpouštědel od NH 5% roztok chloridu sodného Způsob zneškodňování výměnným způsobem pohlcování výparů aktivním uhlím Sběrné místo formou služeb do kanalizace a ČOV Tab. 2: Názvy možných odpadů laboratoře, jejich katalogové číslo dle vyhlášky č. 381/2001 Sb. a ADR/RID odpadu Katalogové číslo odpadu podle vyhlášky č. 381/2001 Sb Název odpadu ADR/RID odpadu * * * * Odpadní barvy a laky obsahující organická rozpouštědla nebo jiné nebezpečné látky Kaly z barev nebo z laků obsahující organická rozpouštědla nebo jiné nebezpečné látky Barvy, tiskařské barvy, lepidla a pryskyřice obsahující nebezpečné látky Obaly obsahující zbytky nebezpečných látek nebo obaly těmito látkami znečištěné 3 31c c c 1263 neklasifikován jiné odpadní barvy a laky neuvedené pod číslem neklasifikován jiné vodné suspenze obsahující barvy nebo laky neuvedené pod číslem neklasifikován barvy, tiskařské barvy, lepidla a pryskyřice neuvedené pod číslem neklasifikován kovové obaly neklasifikován Příloha č. 5 k zákonu Složka, která podle tohoto zákona činí organická rozpouštědla, s výjimkou č. 185/2001 Sb. odpad nebezpečným halogenovaných rozpouštědel POUŽITÁ LITERATURA Zákon o odpadech č.185/2001 Vyhláška MŽP 383/2001 sb., o podrobnostech nakládání s odpady Vyhláška MŽP 376/2001 sb., o hodnocení nebezpečných vlastností odpadů Sčerbejová, M.: Volba hodnocení trvanlivosti povrchových ochran v zemědělských provozech 6