Népszabadság, 1961. május (19. évfolyam, 104-128. szám)
1961-05-16 / 115. szám
• mmmi és tecín isia A vas és a beton ellensége: a korrózió A vas rozsdásodik, a fa elkorhad, a vakolat málik, a beton is károsodik. Mindezeknek a folyamatoknak közös jellemvonása a korrózió: vegyi folyamatok következtében az anyag tönkremegy. Régen a probléma nem volt súlyos, az emberiség sokkal kevesebb munkaeszközzel dolgozott, ha az elpusztult, legfeljebb azt mondták a népi szólással: megette az idő vasfoga. Ez a mondás találó: a korróziót okozó vegyi folyamatok legnagyobb része légköri korrózió volt, amit az eső, hó, hideg, meleg, napfény és a levegő oxigén- és szénsavtartalma okozott. Ma egészen más a helyzet: az ipari fejlődés óriási mértékben megnövelte a munkaeszközök számát és értékét, ezek korrózióját (tönkremenetelét) már nem lehet a népi szólással elintézni. Másrészt a szaporodó gyárak füstje, a vegyipar párolgó és elfolyó termékei a levegőt sokkal rombolóbbá tették és teszik, mint a múltban. A fémanyagok korróziója következtében csak Magyarországon évente körülbelül 700 millió forint közvetlen kár keletkezik, nem számítva a szinte fel nem becsülhető közvetett károkat: termeléskiesés, elfolyó vagy szennyeződő anyagok, feleslegesen lekötött termelőerők. Legnagyobb a kár a legnagyobb mennyiségben felhasznált szerkezeti anyagoknál: a vasnál és a betonnál. Az előbbiek korróziójával, az ellene való védekezéssel kutatóintézeti dolgozók és gyári műszakiak évek óta foglalkoznak. A Nehézvegyipari Kutatóintézet és az Általános Géptervező Iroda állandó korróziós, illetve felületvédelmi tanácsadó szolgálatot tart fenn, a Magyar Kémikusok Egyesülete és a Gépipari Tudományos Egyesület korróziós szakosztályba tömöríti mindazokat a műszakiakat, akik részt vállalnak a vas és az acél legnagyobb ellensége elleni küzdelemben. A betonkorróziós károk elleni védekezéshez a szakemberek összegyűjtése, seregszemléje május 22 és 27 között kezdődik a Magyar Kémikusok Egyesülete első betonkorróziós konferenciáján. A vas fogy, a rozsda nő A vas és az acél már a levegő nedvesség-, oxigén- és széndioxid tartalmának a hatására rozsdásodik. A rozsda kötött vizet is tartalmazó oxigénvegyülete a vasnak. Ha ez a rozsdásodás csak a vas felületét érintené, nem okozna nagy bajt, a mindig jelenlevő nedvesség hatására azonban galvánelemek sorozatával van dolgunk, amelyek — miután a rozsda érintkezik a fémvassal — rövidre is vannak zárva. Elektrokémiailag a rozsda pozitívabb, mint a vas, így a létrejövő galvánfolyamatban a vas állandóan fogy, ugyanakkor a rozsda növekszik. A rozsdás vas tehát tovább rozsdásodik még akkor is, ha levegőtől elzárjuk, ha pedig levegőt kap, a rozsda teljesen „megeszi”, s a vas morzsákra hull szét. Különböző ötvözőfémekkel, például krómmal, nikkellel „rozsdaállóvá” lehet tenni a vasat, de általánosan nem lehet ötvözött acélt használni, egyrészt mert a fizikai és technológiai tulajdonságai nem minden célra kedvezőek, másrészt pedig sokkal drágább. Más módokat kellett tehát keresni a rozsdásodás megakadályozására. Védekezés a rozsda ellen A rozsda elleni védekezés legősibb módjai a tűzi fémes bevonatok. A rozsdától megtisztított vasat olyan megolvasztott fémekbe mártják bele, amelyek a légköri korróziónak ellenállnak, mint például a horgany vagy az ón. A konszern technika ezeket az eljárásokat a fémszórással egészítette ki, ezzel olyan acéltárgyak felületét is védeni lehet, amelyeket nehéz volna olvasztott fémbe mártani és segítségével újabb fémekből (például alumíniumból) is készíthető védőbevonat. Fémes bevonatok elektrokémiai módszerekkel is készíthetők, ezek a galvánbevonatok, amelyek nemcsak védőréteget, hanem tetszetős külsőt is adnak az acéltárgynak. Éppen ezért erre a célra elsősorban nikkelt és krómot alkalmaznak. Bármilyen bevonattal is védjük a fémet, elsőrendű követelmény, hogy a bevonat tökéletesen pórusmentes legyen, különben a legfinomabb (mikroszkóppal is alig látható) pórusokon keresztül is be tud hatolni a nedvesség és az elektrokémiai korrózió megindul. Galvánbevonatoknál különösen kell erre vigyázni, mert a leheletvékony és látszatra tetszetős galvánbevonat gyakran többet árt, mint ha semmit sem csináltunk volna; védőhatása egyáltalán nincs és az alatta meginduló rozsdásodás hamarosan ezt a vékony réteget is ledobja magáról. Azonban vasat és acélt nagyon sok olyan célra is használunk, ahol fémes bevonatot nem lehetne készíteni, vagy ez túl költséges lenne. Ilyen célokra alkalmazzák a vegyi módszereket, amelyeket inhibitoros védelemnek is neveznek. (Sajnos, nálunk csak elvétve használják.) Az inhibitorok olyan anyagok, amelyek jelenlétükkel megakadályozzák a vas rozsdásodását. Hatásuk különféle lehet. A rozsdásodás galvánfolyamatában a vasatomok először elektronokat adnak le és vasionokká alakulnak. Egyes anyagok (például a magnéziumsók) megakadályozzák az elektronkilépést, ezeket az anyagokat katódos inhibitoroknak nevezzük. Az anódos inhibitorok (például kromátok, nitritek) a fémek vegyi oldódását gátolják. Az adszorpciós inhibitorok olyan védőréteget alkotnak a vas körül, amely akadályozza a korróziót előidéző vegyületeket abban, hogy a felülethez jussanak és káros hatást fejthessenek ki. Ipari hideg- és melegvízvezetékeknél, autóhűtőknél, savas pácolásoknál és tisztításoknál (például kazánkő-, vízkő-eltávolítás), az olajiparban a kutak béléscsöveinek a védelmére éppúgy, mint az olajtávvezetékeknél — hogy csak néhány példát említsünk — inhibitoros rozsdavédelemmel, igen sok korróziós kárt lehet meggátolni. Előbb rozsdátlanítani, csak azután festeni Köznapi fogalmaink között a festés és a lakkozás úgy él, mint egy szépítési művelet. Ez valóban egyik célja, de ezenkívül igen fontos szerepe van a korrózió elleni védekezésben is. De festés előtt rozsdátlanítani kell! A legtökéletesebb rozsdátlanítás a szemcsefúvás. Ha nagy nyomású levegővel homok- vagy acélszemcséket fújnak a vasfelületre, a rozsda tökéletesen lekopik Az általánosan használt drótkefés rozsdátlanítás egyáltalán nem elég, hosszú ideig tartó drótkefézés után is marad még elég rozsda ahhoz, hogy a festékréteg alatt meginduljon az elektrokémiai korrózió. Vékony, úgynevezett futórozsdaréteg esetében a vegyi rozsdaátalakítás is jó eredménnyel jár. Általában két módszer válik be. Az egyiknél gázlánggal alakítják át a rozsdát a vas olyan oxigénvegyületévé, amely a felületről lepattogzik. A másiknál a rozsdát vasfoszfáttá alakítják át vegyszeres kezeléssel. A már rozsdátlanított fémet meg kell védeni az újabb rozsdásodástól, nehogy a festékrétegen áthatoló nedvesség hatására rozsdásodás induljon meg. Erre a célra használjuk a rozsdagátló alapozófestéket; ezekben olyan fémvegyületek vannak, amelyek meggátolják a rozsdaképződést. A leghatásosabbak közülük az ólomnak és a krómnak a vegyületei: a mínium, a bázikus ólomkromát, cinktetraoxikromát stb. Újabban a rozsdagátló alapozás előtt különleges kettős hatású anyagokat visznek fel a vas felületére. Ezekben egyrészt rozsdaátalakító vegyszer is van, hogy a rozsdátlanítás és a festés közötti időben keletkező vékony rozsdaréteget vegyileg átalakítsa, másrészt olyan anyag is, amely a rozsdagátló alapozó felkenéséig átmeneti védelmet biztosít. Műanyag védőbevonatok A végső festék- és lakkréteg számára ma már olyan bőséges az anyagválaszték, hogy külön szakértelem kell a célnak tökéletesen megfelelő és mégis legolcsóbbfestéktípus kiválasztásához. A műanyagfeldolgozás fejlődése nyomán olyan műanyagokat is alkalmazni lehet a korrózió elleni védekezésnél, amelyeket a lakkipar nem tud feldolgozni, mert egyáltalán nem, vagy csak igen nehezen oldhatók fel oldószerekben. Polietilénből, poliamidokból, PVC-ből és cellulózacetobutirátból a festékrétegeknél sokkal vastagabb védőbevonatot lehet készíteni a ráolvasztásos eljárással: a fémtárgyat a műanyag olvadáspontja feletti hőmérsékletre melegítik és bemártják a Por alakú műanyagba. A tárgy forró felületére a műanyag ráolvad és egybefüggő folytonos felületet ad, amely anyagától függően lágy, rugalmas vagy kemény s nemcsak korrózió ellen véd, hanem villamosan szigetel is és a tárgynaktetszetős külsőt ad. Műanyaglemezek és fóliák felragasztásával is eredményesen lehet a korrózió ellen védekezni. Polietilénből és poliamidból lángszórással is készíthető bevonat. A PVC-porból és lágyítókból összekevert PVC-pasztákkal vastag rétegben lehet a vastárgyat bevonni; a melegítés hatására a paszta megszilárdul és igen ellenálló, rugalmas védőréteget biztosít. A műanyagbevonatok a korrózió elleni védekezés legújabb módszerei és még nagy jövő előtt állnak. Betonkorrózió és betonvédelem Köznapi fogalmaink szerint a beton az erőt, a szilárdságot jelenti és éppen ezért néha még a szakemberek is alig-alig gondolnak arra, hogy sok fizikai és kémiai hatás káros a betonra és idő előtt tönkreteheti. A káros fizikai hatások a következők: fagy, magas hőmérséklet, tűz, kiszáradás, rázkódások, kóbor villamos áramok rombolása. A beton korróziójának fogalma alatt viszont a káros vegyi hatásokat foglaljuk össze. A vegyi hatások következtében a beton vegyi összetétele változik meg, elsősorban a szemcséket összetartó kötőanyag gyengül, ezáltal a beton szilárdsága, tehát az épületet hordozó tartók és födémek terhelhetősége állandóan csökken, míg végül a korrodált vasbetonszerkezetű épület használhatatlanná válik. Káros kémiai hatásúak a betonra a savak, a lúgok, a sók, az olajok, a zsírok és agresszív vizek. A szilárd vegyi anyagok általában nem károsak, a korróziót ugyanis folyadékok idézik elő; a gázok akkor károsak, ha nedvesség jelenlétében hatnak. A korrózió akkor a legerősebb, ha a roncsoló anyag és a levegő váltakozva hat a betonra, vagy ahol a folyadék állandóan átszivárog a betonon. A savak a beton kötőanyagát oldják ki, a kénsav ezenkívül duzzasztja is a betont. A sóoldatok közül különösen azok károsak, amelyek savas hatásúak, például a kénsav sói, a szulfátok vagy a salétromsavas sók, a nitrátok. A lúgok ugyancsak a beton kötőanyagát oldják ki, bár hatásuk gyengébb, lassúbb, mint a savaké. Az olajok és zsírok egyrészt úgy roncsolnak, hogy levegőn elbomlanak és savas bomlástermékek keletkeznek, másrészt behatolnak a beton szemszerkezetébe, s megkönnyítik az egyes kristályszemcsék elcsúszását egymáson és így csökkentik a szilárdságot. Bár a betont mint építőanyagot már több mint másfél évszázada alkalmazzák, korróziójával és az ellene való védekezéssel alig néhány évtizede foglalkoznak. Az első időkben bitumen- vagy vízüvegbevonattal látták el a betont, de általában csak ott, ahol igen erős volt a korróziós hatás. Az általános védekezés szükségességét csak a közelmúltban ismerték fel, de ezzel egyidejűleg ugrásszerűen növekedtek is a védekezési lehetőségek. A betonvédelem egyik elvi iránya: megfelelő vegyi módszerekkel úgy átalakítani a beton anyagát, hogy vegyi hatásoknak ellenálljon, de szilárdsága ne csökkenjen. Ilyen módszer a fluorral való kezelés. Kész betontárgyak felületén csak úgy lehet ezt elvégezni, hogy fluortartalmú vegyületekkel kezelik. Ezt a műveletet nevezik fluorozásnak. Jelentős magyar találmány ezen a területen a Betonol nevű anyag, amelyben a fluorozó hatású anyagon kívül olyan finomeloszlású anyagok is vannak, amelyek a beton pórusait eltömik és így megakadályozzák, hogy a korrodáló folyadék a beton belsejébe hatoljon. Betonburkolólapokat viszont sziliciumtetrafluorid-gázzal is lehet kezelni s ennek az eljárásnak az az előnye, hogy teljes mélységijén megtörténik a fluoridokká való átalakítás. A korrodáló folyadék behatolását a betonpórusokba úgy lehet meggátolni, hogy a beton felületét víztaszítóvá tesszük. Erre a célra a szilikonvegyületek alkalmasak. Egyik módszer szerint szilikongyanta-oldattal kenik be a betont, a másik módszernél olyan vízben oldható szilikonvegyületet alkalmaznak, amely a levegő hatására rövid idő múlva oldhatatlan, víztaszító szilikonbevonattá alakul át A szilikonos víztaszítóréteg nem zárja el a beton pórusait, a folyadék azonban nem tud rajta hártyát alkotni, hanem lepereg róla. Itt is segít a műanyag A műanyagipar fejlődése széles távlatokat nyitott a betonkorrózió elleni védekezésben is. Ha betonhoz vizes diszperzió alakjában műanyagokat vagy műkaucsuk-látexeket keverünk, akkor a műanyag, illetve a műkaucsuk egyrészt átveszi a betonszemcsék közötti kötőanyag szerepét, másrészt a vegyi behatásra érzékeny szemcséket körülfogja és megvédi. Külön előny: a műanyaggal vagy gumiadalékkal készült beton rugalmassága megnő. Műanyagbevonatokat elsősorban nagy rugalmasságú, korrózióálló műanyagokból, illetve műkaucsukokból lehet készíteni. Ágyazóhabarcsként és hézagkitöltő kitként a fenol-, a furán- és az epoxigyanták válnak be. A betonvédelemre használt újabb és újabb anyagok mind több és több lehetőséget biztosítanak, de olyan védőanyag, vagy korrózió ellen védő módszer nincsen, amely általánosan használható. Minden egyes esetben külön kell megvizsgálni és elbírálni a korróziós hatásokat, a felhasználási körülményeket és ennek alapján kiválasztani a legmegfelelőbb anyagot és módszert. Kiss Bél Sósavat szállító kőagyag-csővezeték kötőbilincse a kiszivárgó sósav hatására egy hét alatt ment ennyire tönkre. Egy savtorony belseje. Az oszlopok eredetileg a felső részén látható rácsokig értek, de a sav teljesen „elfogyasztotta” őket. Föld alatti víztároló medence betonból. Műanyag diszperziós bevonattal ellátva nemcsak agresszív vizek, hanem például bor tárolására is alkalmas. Teljesen elkorrodált és részben leomlott, salakbetonból készült úgynevezett Mátrai-födém. A századelejei építkezések öröksége, amelynek kárai mind súlyosabban jelentkeznek a régi házakban.