Vern mot korrosjon

Litt rust på en gammel sykkellås er neppe noe vi trenger å bekymre oss noe særlig over. Men når det oppstår rust på stål som benyttes i større konstruksjoner, eller som spiller ei viktig rolle for driften av et anlegg, kan konsekvensene bli langt mer alvorlige. Sterk korrosjon får nemlig konsekvenser ikke bare for det korroderte området, men for konstruksjonen som helhet. Derfor må vi beskytte stålet med overflatebehandling.

Konsekvenser

Hvis konstruksjoner ikke er tilstrekkelig korrosjonsbeskytta, kan det oppstå store reparasjonsutgifter. Vi kan også risikere at komponenter må skiftes ut så ofte at det ikke er økonomisk bærekraftig. Ved alvorlige korrosjonsdefekter kan det i verste fall skje at en hel konstruksjon eller ei hel produksjonslinje må stenges ned for reparasjon. Dette kan få alvorlige økonomiske konsekvenser for en bedrift. I tillegg kan korrosjonsskader på konstruksjoner utgjøre en fare for menneskeliv, eiendom og miljø.

Vi må vanligvis ta hensyn til vekt og kostnader når vi produserer deler og konstruksjoner av metall. Derfor kan vi ofte ikke bruke overdimensjonerte deler eller spesialmaterialer, noe som gjør at overflatebehandling blir stadig viktigere. Overflatene trenger vanligvis vedlikehold. Kanskje må de også jevnlig påføres ny overflatebehandling.

Det fins mange mulige tiltak for å hindre korrosjon eller få ned korrosjonshastigheten på en struktur. Vi må tenke korrosjonsvern i alle ledd – planlegging, produksjon, transport og bruk.

Strukturdesign

Gjennomtenkt strukturdesign kan minske korrosjonsrisikoen på flere måter. Designet bør for eksempel sikre at det er nok plass til påføring av maling og til annet vedlikehold, og at det er fri drenering fra overflater og hulrom.

Materialvalg

Vi må finne det materialet som passer best for miljøet konstruksjonen skal stå eller benyttes i. Moderne materialteknologi har gitt oss ei rekke nye materialer som er tilpassa ulike miljøutfordringer, som høyfast plast, korrosjonsbestandig stål og kjemikalbestandig betong.

I tillegg må vi unngå bestemte metallforbindelser eller sørge for passende og tilstrekkelig isolasjonsmateriale som stopper galvanisk korrosjon. Isolasjon har også en annen viktig funksjon: Den kan brukes til å kontrollere varmeveksling og overføring av korrosjonsstrøm. Det kan være nødvendig fordi høye temperaturer og økt elektronoverføring vil akselerere korrosjonen.

Produksjon og transport

Produksjonen må planlegges godt slik at vi unngår konstruksjonsskader. Hull, sprekker og andre ståldefekter kan nemlig fange opp aggressive eller etsende stoffer og forårsake tidlig nedbryting av beskyttelsesfilmen. Vi må også bruke metoder for handtering og transport som sikrer at strukturen ikke skades.

Vern mot ytre påvirkning

Elektrokjemisk korrosjon er en prosess som krever fire elementer: anode, katode, elektrisk forbindelse og elektrolytt. Denne typen korrosjon vil stoppe hvis ett eller flere av disse elementene elimineres.

Påføring av beskyttende lag

Vi kan for eksempel beskytte grunnmaterialet med et beskyttende lag slik at det ikke kommer i kontakt med noen elektrolytt eller elektrisk forbindelse. Et slikt beskyttende lag kan for eksempel være maling eller et annet materiale med høy elektrisk motstand.

Fjerning av elektrisk forbindelse

På et skip kan metall påføres isolatorer eller belegg for å hindre direkte kontakt mellom metalloverflater som kan danne ei galvanisk celle. Da reduseres eller stoppes korrosjonen siden elektronene ikke kan flyte fra anoden til katoden.

Et annet eksempel på det samme er bruken av isolerende flenser i rørledninger. Flensene skal hindre elektrisk forbindelse mellom rørdeler. Dermed hindres også korrosjon.

Miljøkontroll

I små og lukka rom er det mulig å holde en metallstruktur tørr, for eksempel ved å bruke en avfukter som fjerner elektrolytten (fuktigheten). Da stopper korrosjonen fordi ioneflyten som fører til korrosjon, ikke er mulig uten elektrolytt. Alternativt kan vi heve ståltemperaturen for å unngå kondens.

Katodisk beskyttelse

Katodisk beskyttelse brukes som en korrosjonshindrende tilleggsbeskyttelse for å bøte på beleggfeil. Denne formen for beskyttelse er basert på prinsippet om den galvaniske cella. Det mer aktive metallet brukes til å beskytte et mer edelt metall.

Vi kan installere en offeranode (for eksempel i sink) for å beskytte en stålstruktur. Sinket overtar rollen altså som anoden og korroderer, mens stålet beskyttes fordi stål er mer edelt enn sink.

Katodisk beskyttelse brukes blant annet i rørledninger og skipsskrog, med elementer i magnesium eller sink som offeranode. Også galvanisering av stål fungerer på samme måten: Stålet blir belagt med et lag av sink. Sinket fungerer som en offeranode og korroderer i stedet for stålet.

En annen form for katodisk beskyttelse er å tilføre strøm for å levere elektroner til metallet som skal beskyttes. Katodisk beskyttelse brukes mye ved strukturer som er nedsenka i vann eller nedgravd i jord.

Anodisk beskyttelse

Vi kan påføre beskyttende maling eller et belegg på anoden for å hindre at den eksponeres for miljøet. Da kan ikke anoden oksidere og miste elektroner, og korrosjon forhindres.

Anodisk beskyttelse brukes ofte i kjemisk industri. Metallet (f.eks. stål) gjøres til katode ved bli kopla til en ytre strømkilde, noe som hindrer oksidasjon.

Å bruke maling og belegg er den vanligste metoden for å beskytte underlag mot korrosjon. Det fins tusenvis av forskjellige malinger og belegg tilgjengelige i markedet. De beskytter underlag ved å gi en

• barriereeffekt

• passiverende (inhibitiv) effekt

• katodisk effekt

Belegg med barriereeffekt

Vi kan bruke belegg som for eksempel epoksyprimere for å skape en barriere som hindrer sjøvann eller andre korrosive stoffer i å komme i kontakt med underlaget. En annen mulighet er å påføre et metallisk belegg, blant annet gjennom forkromming eller galvanisering. Belegget vil danne et tett barrierelag på ståloverflata.

Korrosjonshemmere

Det er alltid vanskelig å påføre en beskyttende film i et lukka system som inneholder etsende væsker eller gasser, og å finne korrosjon og behandle den. I slike tilfeller kan vi bruke korrosjonshemmere. Dette er kjemiske forbindelser som kan reagere med vann og stål slik at det dannes et passivlag som beskytter stålet.

Belegg med passiverende egenskaper

Når vi bruker et passiverende belegg på stål, trenger fuktigheten gjennom belegget til den når primeren under belegget. Da aktiveres det reaktive pigmentet i primeren. Dette pigmentet gjør at metalloverflata blir passivert: Den blir mindre reaktiv og dermed verna mot korrosjon. Sinkfosfatprimere er et godt eksempel på et passiverende belegg.

Passiverende maling anbefales ikke for konstruksjoner som skal stå i vann eller fuktig jord.

Belegg med galvanisk effekt

Det fins maling som inneholder metallisk sinkpulver som fungerer som en offeranode. Sinkrike primere er et typisk eksempel på et slikt belegg med galvanisk effekt.